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bonding七种模式的特点和应用

发布于2017年10月13日 | 暂无评论 | 7阅读 | 未分类

第一种: round robin(rr)
模式特点:所有链路处于负载均衡状态,轮询方式往每条链路发送报文,基于per packet方式发送。服务上ping 一个相同地址:1.1.1.1 双网卡的两个网卡都有流量发出。负载到两条链路上,说明是基于per packet方式 ,进行轮询发送。(2)这模式的特点增加了带宽,同时支持容错能力,当有链路出问题,会把流量切换到正常的链路上。
应用拓扑:交换机端需要配置聚合口,cisco叫port channel。

第二种:bond:active-backup
模式的特点:一个端口处于主状态 ,一个处于从状态,所有流量都在主链路上处理,从不会有任何流量。当主端口down掉时,从端口接手主状态。
应用拓扑:这种模式接入不需要交换机端支持,随便怎么接入都行。

第三种:bond:load balancing (xor)
模式特点:该模式将限定流量,以保证到达特定对端的流量总是从同一个接口上发出。既然目的地是通过MAC地址来决定的,因此该模式在“本地”网络配置下可以工作得很好。如果所有流量是通过单个路由器(比如 “网关”型网络配置,只有一个网关时,源和目标mac都固定了,那么这个算法算出的线路就一直是同一条,那么这种模式就没有多少意义了。),那该模式就不是最好的选择。和balance-rr一样,交换机端口需要能配置为“port channel”。这模式是通过源和目标mac做hash因子来做xor算法来选路的。
应用拓扑:同bond0一样的应用模型。这个模式也需要交换机配置聚合口。

第四种:bond3:fault-tolerance (broadcast)
种模式特点:一个报文会复制两份往bond下的两个接口分别发送出去,当有对端交换机失效,我们感觉不到任何downtime,但此法过于浪费资源;不过这种模式有很好的容错机制。此模式适用于金融行业,因为他们需要高可靠性的网络,不允许出现任何问题。
应用拓扑:两个接口分别接入两台交换机,并且属于不同的vlan,当一边的网络出现故障不会影响服务器另一边接入的网络正常工作。而且故障过程是0丢包。这种模式的特点是,同一个报文服务器会复制两份分别往两条线路发送,导致回复两份重复报文,这种模式有浪费资源的嫌疑。

第五种:bond4:lacp(8032.3ad)
模式特点:802.3ad模式是IEEE标准,因此所有实现了802.3ad的对端都可以很好的互操作。802.3ad 协议包括聚合的自动配置,因此只需要很少的对交换机的手动配置(要指出的是,只有某些设备才能使用802.3ad)。802.3ad标准也要求帧按顺序(一定程度上)传递,因此通常单个连接不会看到包的乱序。802.3ad也有些缺点:标准要求所有设备在聚合操作时,要在同样的速率和双工模式,而且,和除了balance-rr模式外的其它bonding负载均衡模式一样,任何连接都不能使用多于一个接口的带宽。 此外,linux bonding的802.3ad实现通过对端来分发流量(通过MAC地址的XOR值),因此在“网关”型配置下,所有外出(Outgoing)流量将使用同一个设备。进入(Incoming)的流量也可能在同一个设备上终止,这依赖于对端802.3ad实现里的均衡策略。在“本地”型配置下,路两将通过 bond里的设备进行分发。
应用拓扑:应用拓扑同bond0,和bond2一样,不过这种模式除了配置port channel之外还要在port channel聚合口下开启LACP功能,成功协商后,两端可以正常通信。否则不能使用。

第六种:bond5: transmit load balancing(tlb)
模式特点:balance-tlb模式通过对端均衡外出(outgoing)流量。既然它是根据MAC地址进行均衡,在“网关”型配置(如上文所述)下,该模式会通过单个设备来发送所有流量,然而,在“本地”型网络配置下,该模式以相对智能的方式(不是balance-xor或802.3ad模式里提及的XOR方式)来均衡多个本地网络对端,因此那些数字不幸的MAC地址(比如XOR得到同样值)不会聚集到同一个接口上。 不像802.3ad,该模式的接口可以有不同的速率,而且不需要特别的交换机配置。不利的一面在于,该模式下所有进入的(incoming)流量会到达同一个接口;该模式要求slave接口的网络设备驱动有某种ethtool支持;而且ARP监控不可用。
应用拓扑:这个模式下bond成员使用各自的mac,而不是上面几种模式是使用bond0接口的mac。 

第七种:bond:adaptive load balancing(alb)
模式特点:该模式包含了balance-tlb模式,同时加上针对IPV4流量的接收负载均衡(receive load balance, rlb),而且不需要任何switch(交换机)的支持。接收负载均衡是通过ARP协商实现的。bonding驱动截获本机发送的ARP应答,并把源硬件地址改写为bond中某个slave的唯一硬件地址,从而使得不同的对端使用不同的硬件地址进行通信。所有端口都会收到对端的arp请求报文,回复arp回时,bond驱动模块会截获所发的arp回复报文,根据算法算到相应端口,这时会把arp回复报文的源mac,send源mac都改成相应端口mac。从抓包情况分析回复报文是第一个从端口1发,第二个从端口2发。以此类推。 (还有一个点:每个端口除发送本端口回复的报文,也同样会发送其他端口回复的报文,mac还是其他端口的mac)这样来自服务器端的接收流量也会被均衡。 当本机发送ARP请求时,bonding驱动把对端的IP信息从ARP包中复制并保存下来。当ARP应答从对端到达时,bonding驱动把它的硬件地址提取出来,并发起一个ARP应答给bond中的某个slave(这个算法和上面一样,比如算到1口,就给发送arp请求,1回复时mac用1的mac)。使用ARP协商进行负载均衡的一个问题是:每次广播 ARP请求时都会使用bond的硬件地址,因此对端学习到这个硬件地址后,接收流量将会全部流向当前的slave。这个问题通过给所有的对端发送更新(ARP应答)来解决,往所有端口发送应答,应答中包含他们独一无二的硬件地址,从而导致流量重新分布。当新的slave加入到bond中时,或者某个未激活的slave重新激活时,接收流量也要重新分布。接收的负载被顺序地分布(roundrobin)在bond中最高速的slave上 当某个链路被重新接上,或者一个新的slave加入到bond中,接收流量在所有当前激活的slave中全部重新分配,通过使用指定的MAC地址给每个 client发起ARP应答。下面介绍的updelay参数必须被设置为某个大于等于switch(交换机)转发延时的值,从而保证发往对端的ARP应答不会被switch(交换机)阻截。 必要条件: 条件1:ethtool支持获取每个slave的速率; 条件2:底层驱动支持设置某个设备的硬件地址,从而使得总是有个slave(curr_active_slave)使用bond的硬件地址,同时保证每个bond 中的slave都有一个唯一的硬件地址。如果curr_active_slave出故障,它的硬件地址将会被新选出来的curr_active_slave接管。
应用拓扑:A是双网卡绑定。 当B 发送一个arp请求到达A时,按正常情况A会回应一个arp回应报文,源mac为bond的mac,源就是bond的ip。但是这个模式下bonding驱动会截获这个arp回应,把源mac改成bond状态下其中某一个网卡的mac:mac1,这样B收到这个arp回应时就会在arp缓存中记录下ip:1.1.1.1对应的mac为mac1。这样B的过来的流量都走MAC1. 当C 发送一个arp请求到达A时,按正常情况A会回应一个arp回应报文,源mac为bond的mac,源就是bond的ip。但是这个模式下bonding驱动会截获这个arp回应,把源mac改成bond状态下其中某一个网卡的mac:mac2,这样C收到这个arp回应时就会在arp缓存中记录下ip:1.1.1.1对应的mac为mac2。这样C的过来的流量都走MAC2. 这样就可以做到回来让回来的流量也负载均衡。出方向均衡和MODE=5一致,不同地址会根据xor算法算出不同出口,发不同出口发送相应的arp ,mac是对应网卡的mac。

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