Linux网卡绑定的七种工作模式详解

Linux 网卡绑定的七种工作模式详解

什么是网卡绑定（Bonding）？

网卡绑定是通过将多张物理网卡组合成一个逻辑网卡，以实现网络冗余、带宽扩展和负载均衡的技术。该技术在生产环境中广泛应用，特别是在需要高可靠性和高性能的网络环境中。

自Linux内核版本2.4.12起，bonding模块成为标准组件。对于更早的内核版本，可以通过补丁来实现相同功能。可以使用以下命令检查当前内核是否支持bonding：

# cat /boot/config-2.6.32-573.el6.x86_64 | grep -i bonding
CONFIG_BOnDING=m

七种工作模式介绍

1. mode=0 (balance-rr)：循环平衡模式

此模式通过轮询方式分配数据包，增加带宽并提供容错能力。交换机需配置端口聚合（如Cisco的port channel）。每个数据包依次从不同的网卡发送，直到所有网卡轮流发送完毕。

• 特点：提供负载均衡和故障切换；但可能导致客户端接收无序数据包，影响吞吐量。
• 优点：带宽翻倍。
• 缺点：需要交换机支持端口聚合。

2. mode=1 (active-backup)：主备模式

在此模式下，仅有一块网卡处于活动状态，另一块作为备用。当主网卡失效时，备用网卡立即接管流量。此模式不支持交换机端口聚合。

• 特点：仅有一个网卡工作，提供高冗余性；MAC地址唯一，避免交换机混乱。
• 优点：高可靠性。
• 缺点：资源利用率低，只有单个网卡工作。

3. mode=2 (balance-xor)：XOR哈希模式

基于指定的传输哈希策略（默认为源MAC地址 XOR 目标MAC地址 % 网卡数量）选择网卡发送数据包。需要交换机支持端口聚合。

• 特点：提供负载均衡和容错能力。

4. mode=3 (broadcast)：广播模式

所有数据包从所有网卡发送，提供高冗余性但浪费资源。适用于金融等对网络可靠性要求极高的行业。

• 特点：每个网卡发送相同的数据包，提供容错能力。
• 必要条件：ethtool支持获取速率和双工设定；交换机支持IEEE 802.3ad动态链路聚合。

5. mode=4 (802.3ad)：IEEE 802.3ad 动态链路聚合

遵循802.3ad标准，通过LACP协议与交换机配合，创建聚合组共享相同的速率和双工设置。外出流量根据传输哈希策略选择网卡。

• 特点：创建聚合组，提供负载均衡和容错能力；需要注意包乱序问题。
• 必要条件：ethtool支持获取速率和双工设定；交换机支持IEEE 802.3ad。

6. mode=5 (balance-tlb)：适配器传输负载均衡

根据每个网卡的负载情况动态分配外出流量，接收流量使用当前轮到的网卡。无需交换机特殊支持。

• 特点：不需要交换机支持；根据网卡负载分配流量；故障切换时接管MAC地址。
• 必要条件：ethtool支持获取速率。

7. mode=6 (balance-alb)：适配器自适应负载均衡

在mode=5基础上增加了接收负载均衡（RLB），无需交换机支持。通过ARP协商实现接收流量的负载均衡。

• 特点：包含balance-tlb模式，同时实现接收负载均衡；通过ARP协商管理流量分布。
• 必要条件：ethtool支持获取速率；驱动支持设置硬件地址。

小结

mode=5和mode=6无需交换机端配置，网卡能自动聚合。mode=4需要支持802.3ad。mode=0、mode=2和mode=3理论上需要静态聚合方式。

二、配置实例

首先确认Linux是否支持bonding：

# modinfo bonding | more
filename:       /lib/modules/2.6.32-431.el6.x86_64/kernel/drivers/net/bonding/bonding.ko
author:         Thomas Davis, tadavis@lbl.gov and many others
description:    Ethernet Channel Bonding Driver, v3.6.0
version:        3.6.0
license:        GPL
srcversion:     353B1DC123506708446C57B
depends:        8021q,ipv6
vermagic:       2.6.32-431.el6.x86_64 SMP mod_unload modversions

如显示上述信息，则说明支持bonding。

配置文件示例：

[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
HWADDR=EC:F4:BB:DC:4C:0C
TYPE=Ethernet
UUID=669f0694-9c52-4792-bd67-22c9d2c17acb
OnBOOT=yes
NM_COnTROLLED=no
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes
[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
HWADDR=EC:F4:BB:DC:4C:0D
TYPE=Ethernet
UUID=1d2f30f4-b3f0-41a6-8c37-54f03115f7bd
OnBOOT=yes
NM_COnTROLLED=no
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes
[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
NAME='System bond0'
TYPE=Ethernet
NM_COnTROLLED=no
USERCTL=no
OnBOOT=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.1.100
NETMASK=255.255.255.0
BONDING_OPTS='mode=1 miimon=100'
IPV6INIT=no

开机自动加载模块：

# echo 'options bonding mode=0 miimon=200' >> /etc/modprobe.d/dist.conf
# echo 'ifenslave bond0 eth0 eth1' >> /etc/rc.local
miimon=100

每100毫秒监测一次连接状态，若线路不通则切换至另一条线路。

查看bond0状态：

# cat /proc/net/bonding/bond0
[root@compute05 ~]#  cat /proc/net/bonding/bond0
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)
Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)
Primary Slave: None
Currently Active Slave: eth1
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0
Slave Interface: eth0
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: ec:f4:bb:dc:4c:0c
Slave queue ID: 0
Slave Interface: eth1
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: ec:f4:bb:dc:4c:0d
Slave queue ID: 0

三、扩展配置

如果要配置多个bond接口（如eth0和eth1组成bond0，eth2和eth3组成bond1），可以通过以下两种方法：

1. 第一种方法：

alias bond0 bonding
alias bond1 bonding
options bonding max_bOnds=2 miimon=200 mode=1

2. 第二种方法：

alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=1
install bond1 /sbin/modprobe bonding -o bond1 miimon=100 mode=0
install bond2 /sbin/modprobe bonding -o bond2 miimon=100 mode=1
install bond3 /sbin/modprobe bonding -o bond3 miimon=100 mode=0

不同bond接口可以设定不同模式，注意启动脚本的配置：

ifenslave bond0 eth0 eth1
ifenslave bond1 eth2 eth3
ifenslave bond2 eth4 eth5
ifenslave bond3 eth6 eth7