RedHat服务器网卡阵列配置攻略

2020-07-08 12:50:49

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供稿：网友

网卡阵列配置
1.修改vi /etc/rc.d/rc.local文件，增加以下内容（注意这里添加的是eth0、eth1两个网口）

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代码如下:

ifenslave bond0 eth0 eth1
#如果一块网卡失效，系统会按照/etc/rc.d/rc.local里顺序启动网卡，起到失效保护作用。
echo "0" >>/proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_broadcasts
setsebool ftpd_disable_trans 1
service vsftpd restart
route add -net 224.0.0.0/4 dev bond0
#添加路由来设定发送规则

2.修改配置文件/etc/sysconfig/network-scripts
新增ifcfg-bond0文件，内容如下：
DEVICE=bond0             #设备名称
BOOTPROTO=static         #不启用DHCP
ONBOOT=yes               #开机自启动
IPADDR=192.168.101.X     #网卡阵列的ip地址
NETMASK=255.255.255.0    #掩码
GATEWAY=192.168.101.1    #网关
修改ifcfg-eth0,ifcfg-eth1文件，根据实际配置文件新增修改部分如下：

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代码如下:

MASTER=bond0
SLAVE=yes
BOOTPROTO=static #配置静态地址，不开启DHCP
ONBOOT=yes #开机网卡自启动

3.修改/etc/modprobe.d/dist.conf（按esc用:$回车抵达最后一行在末尾添加下面两句）

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代码如下:

alias bond0 bonding

(Bonding只能提供链路监测，从主机到交换机的链路是否连通，如果只是交换机对外的链路down掉，而交换机本身没有故障，bonding会认为没有故障而继续使用)

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代码如下:

options bond0 miimon=100 mode=1

(miimon用来进行链路监测，每100ms监测一次链路连接状态，如果一条不同转入另一条线路；mode的值表示工作模式，共有1,2,3,4四种模式
Mode=0表示load balancing(round-robin)为负载均衡模式
Mode=1表示fault- tolerance(active-backup)为冗余模式，主备工作模式)

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代码如下:

alias net-pf-10 off #关闭ipv6支持，可以不加

对于级联小交换机

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代码如下:

alias bond0 bonding
options bond0 mode=1 arp_interval=500 arp_ip_target=192.168.101.254 arp_validate=all primary=eth0

#通过定时器，每个slave接口不断发送ARP包来不断更换交换机端口与MAC的对应关系
使得每个网卡都在进行工作。这个ARP的发送规则是：
每arp_interval（MS）间隔向arp_ip_target发送arp请求，可以向多个arp_ip_target发送arp请求。

4.增加/etc/udev/rules.d/50-hwinterfaces.rules
(锁定网卡物理地址，SYSFS{address}==""双引号中输入物理地址)

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代码如下:

KERNEL=="eth*",SYSFS{address}=="",NAME="eth0"
KERNEL=="eth*",SYSFS{address}=="",NAME="eth1"
KERNEL=="eth*",SYSFS{address}=="",NAME="eth2"
KERNEL=="eth*",SYSFS{address}=="",NAME="eth3"
KERNEL=="eth*",SYSFS{address}=="",NAME="eth4"

防止机器网卡的mac地址发生漂移

5.查看网卡阵列的配置情况

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代码如下:

#ifconfig -a|grep HWaddr

查看网卡mac信息，如果bond0，eth0，eth1硬件地址一致，则配置成功

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代码如下:

#cat /proc/net/bonding/bond0

查看bond0工作状态

网卡常用操作方法笔记
1.bond0上的mac地址修改成一致，这些网卡接在同一台交换机上，那么该交换机的arp表同一mac地址对应的端口有多个，交换机无法判断数据包发往的端口，所以要求交换机的相应端口采取聚合模式，聚合后的端口采用同一mac地址。
2.使网卡配置马上生效，不用重启机器，命令

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代码如下:

#service network restart或
#/etc/rc.d/init.d/network restart

必须关闭NetworkManager服务

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代码如下:

#service NetworkManager stop //当前环境下关闭服务
#chkconfig NetworkManager off //开机启动关闭服务

3.重新启动网卡，命令

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代码如下:

#ifconfig bond0 down/ifdown bond0
#ifconfig eth0 down/ifdown eth0
#ifconfig eth1 down/ifdown eth1
#ifenslave bond0 eth0
#ifenslave bond0 eth1
#ifconfig bond0 up/ifup bond0
#ifconfig eth0 up/ifup eth0
#ifconfig eth1 up/ifup eth1

4. Bonding的模式一共有7种：

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代码如下:

#defineBOND_MODE_ROUNDROBIN 0.balance-rr模式,网卡的负载均衡模式
#defineBOND_MODE_ACTIVEBACKUP 1.active-backup模式,网卡的容错模式
#defineBOND_MODE_XOR 2.balance-xor模式,需要交换机支持
#defineBOND_MODE_BROADCAST 3.broadcast模式
#defineBOND_MODE_8023AD 4.IEEE 802.3ad动态链路聚合模式,需要交换机支持#defineBOND_MODE_TLB 5.自定义传输负载均衡模式
#defineBOND_MODE_ALB 6.网卡虚拟化方式

bonding模块的所有工作模式可以分为两类：多主型工作模式和主备型工作模式，balance-rr 和broadcast属于多主型工作模式而active-backup属于主备型工作模式。（balance-xor、自适应传输负载均衡模式（balance-tlb）和自适应负载均衡模式（balance-alb）也属于多主型工作模式，IEEE 802.3ad动态链路聚合模式（802.3ad）属于主备型工作模式。
(1)BOND_MODE_ROUNDROBIN模式下，bonding对于发送和接收数据的处理逻辑是不一致的，对于数据的接收，bonding基本不做任何处理，纯粹依靠交换机端口与MAC的变化来实现交替接收数据。发送的话，交换机会根据数据的源MAC来学习端口和MAC之间的关系，所以bonding 做到的就是选择不一样的网卡发送。
(2)网卡的容错模式（mode =BOND_MODE_ACTIVEBACKUP）,容错模式的配置方法和负载均衡模式基本差不多，只不过修改一下/etc/modprobe.conf即可。

5.arp检测模式
观察交换机端口上所学习到的MAC地址，发现MAC会在两个端口上反复切换在BOND_MODE_ROUNDROBIN模式下，bonding对于发送和接收数据的处理逻辑是不一致的，对于数据的接收，bonding基本不做任何处理，纯粹依靠交换机端口与MAC的变化来实现交替接收数据。发送的话，交换机会根据数据的源MAC来学习端口和MAC之间的关系，所以bonding 做到的就是选择不一样的网卡发送。
对于数据的发送，

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代码如下:

static inline voidbond_set_mode_ops(struct net_device *bond_dev, int mode)
{
switch(mode) {
case BOND_MODE_ROUNDROBIN:
bond_dev->hard_start_xmit =bond_xmit_roundrobin;
break;
...

bond的发送函数被注册为bond_xmit_roundrobin。通过bond_xmit_roundrobin的实现可以发现。

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代码如下:

static int bond_xmit_roundrobin(structsk_buff *skb, struct net_device *bond_dev)
{
ead_lock(&bond->curr_slave_lock);
slave = start_at = bond->curr_active_slave;
read_unlock(&bond->curr_slave_lock);
bond_for_each_slave_from(bond, slave, i,start_at) {
if(IS_UP(slave->dev) &&
(slave->link == BOND_LINK_UP) &&
(slave->state ==BOND_STATE_ACTIVE)) {
res =bond_dev_queue_xmit(bond, skb, slave->dev);
write_lock(&bond->curr_slave_lock);
bond->curr_active_slave= slave->next;
write_unlock(&bond->curr_slave_lock);
break;
}

bond_xmit_roundrobin会通过curr_active_slave指针所指向的设备来进行发送，当然 curr_active_slave会在调用bond_dev_queue_xmit完成实际的发送之后指向下一个slave设备。 bond_dev_queue_xmit实际是调用通用的发送函数dev_queue_xmit来进行的，它传递给dev_queue_xmit的是一个 skb，在传递之前skb->dev就被指定为了当前的slave设备，这样内核就会找到对应的真实网卡设备来进行发送，最后 curr_active_slave指针的轮询切换，实现了bonding的负载均衡工作模式。
从这种模式可以看到，bonding实现了一个类似网卡驱动的模块，对应的bond0设备是一个纯粹的虚设备，数据发送虽然说经过了它，但通过一系列调用，转了一圈之后才回到真正的网卡设备那里进行发送，无疑会消耗一定的系统性能。
简单用100Mbps速率的UDP数据包测试了一下BOND_MODE_ROUNDROBIN模式。
测试过程中发现接收端会有较多的乱序包，观察交换机端口情况，端口之间的切换频率不规则，这个和交换机的配置或者性能应该有很大联系，有必要的话需要进一步研究。数据的正确性和时序性能否保证需要进一步仔细测试。

6. mii链路检测方式
与之前arp检测方式不同。这两种链路检测方式在各种mode下都是可以使用的，但要注意不能同时使用。
bonding的mii检测实现。首先和arp-monitor一样，mii也是定时器触发

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代码如下:

if(bond->params.miimon) { /* link checkinterval, in milliseconds. */
init_timer(mii_timer);
mii_timer->expires= jiffies + 1;
mii_timer->data = (unsigned long)bond_dev;
mii_timer->function = (void*)&bond_mii_monitor;
add_timer(mii_timer);
}

bond_mii_monitor函数其本质的原理就是检测网卡的链路状态，bonding定义网卡有4个链路状态：BOND_LINK_UP：
正常状态（处于该状态的网卡是是潜在的发送数据包的候选者）
BOND_LINK_FAIL：网卡出现故障，向状态BOND_LINK_DOWN 切换中
BOND_LINK_DOWN：失效状态
BOND_LINK_BACK：网卡恢复，向状态BOND_LINK_UP切换中
从上到下，表示了网卡链路从正常到失效再到恢复状态。bond_mii_monitor函数就是依次检查网卡的链路状态是否处于这些状态，然后通过标记 do_failover变量来说明当前是否需要切换slave网卡。代码篇幅较大，但逻辑还是很清晰的，故此处不罗列了。
在BOND_MODE_ACTIVEBACKUP模式下，两块网卡其实有一块是不工作的，被设置为IFF_NOARP的状态。同时，bond虚设备，还有 slave设备的MAC地址均一致，所以这张网卡不会被外界察觉存在。交换机也不存在想该端口发包的情况。当bond的mii检测发现当前的active 设备失效了之后，会切换到这个备份设备上。
在bond_change_active_slave函数中

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代码如下:

if (bond->params.mode ==BOND_MODE_ACTIVEBACKUP) {
if (old_active) {
bond_set_slave_inactive_flags(old_active);
}
if (new_active) {
bond_set_slave_active_flags(new_active);
}
}

这个就是在BOND_MODE_ACTIVEBACKUP模式下的切换逻辑，很简单，需要注意的是，在 bond_set_slave_inactive_flags(old_active)中，需要将接口的状态设置为IFF_NOARP，不然交换机就可能会把数据包发送到一个错误的端口上。

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