深入了解Linux Bonding Mode，优化网络传输效率 (linux bonding mode)
作为一种集群技术，网络绑定（Bonding）在Linux服务器中被广泛应用于提高网络传输效率。通过利用多个物理网卡的带宽，Bonding技术可以将它们合并成一个虚拟链接，并使应用程序可以充分利用多个物理链路，从而实现更高的性能和更好的可靠性。本文将深入讲解Linux Bonding Mode的工作原理、构造方法，以及如何优化网络传输效率。
一、 Bonding mode的工作原理
Bonding mode的工作原理基于物理网卡之间的负载均衡和故障切换。当用户在Linux服务器上使用Bonding技术时，它会自动混合物理网卡的带宽，形成一个虚拟链路。Bonding驱动程序会监视网络中所有可用的物理网卡，同时尝试将数据包平均地分配到它们之间。当其中一个物理网卡发生故障或不可用时，Bonding技术会立即将数据流切换到另一个可用的物理链路上。
不同版本的Bonding技术支持不同的工作模式（mode），以满足不同应用场景的需求。例如，load balancing mode可以将传入的流量分配到多个物理网卡上，从而提高网络吞吐量。同时，active-backup mode则提供了冗余操作和网络高可靠性，以保证业务无中断。
二、构造Bonding mode
在Linux服务器上使用Bonding技术时，需要以下几个步骤：
1.安装Bonding驱动程序
用户需要安装Bonding驱动程序。Bonding驱动程序是Linux内核的一部分，因此无需安装任何软件包，只需在内核配置中选择Bonding模块即可。一旦模块加载，系统中就会创建Bonding网络接口（例如，bond0、bond1等）。
2.配置Bonding模式
有关如何配置Bonding模式，可以通过修改网络接口配置文件实现。例如，以bond0为例，可以添加以下字段来设置模式和其他选项：
DEVICE=bond0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
BONDING_OPTS=”mode=0 miimon=100″
在此示例中，mode=0表示将Bonding模式设置为balance-rr（即load balancing mode），miimon=100表示每100毫秒检查一次链路状态。
3.将物理网卡添加到Bonding接口中
将物理网卡添加到Bonding接口中，需要在相应的网络接口配置文件中添加以下字段：
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes
USERCTL=no
在此示例中，MASTER=bond0表示将eth0添加到bond0 Bonding接口中，并设置为从属端口（slave）。
4.重启网络服务
完成上述步骤后，需要重新启动网络服务才能使修改生效。可以使用以下命令重启网络服务：
$ systemctl restart network.service
三、优化网络传输效率
优化网络传输效率是使用Bonding技术时不可或缺的一个环节。下面列举了一些可用的优化方法：
1.调整Bonding mode
可以尝试使用不同的Bonding mode来比较它们的性能差异。常见的Bonding mode包括：
– balance-rr：默认负载均衡模式，适用于大量低负载的数据流
– balance-xor：适用于需要一定的数据完整性和状态的应用程序，如UDP数据包
– broadcast：适用于负载较小、且网络拓扑结构较简单的环境
2.优化链路速度
提高网络链路的速度可以有效加快数据传输速度。例如，将网络链路升级到10G或更高速度。此外，还可以优化链路物理距离，缩短链路之间的距离，以降低网络延迟。
3.调整缓冲区大小
通过调整缓冲区大小，可以更好地管理数据包。可以增加或减少缓冲区的大小，以更大限度地提高网络吞吐量和数据传输速度。例如，可以将缓冲区大小从标准Linux TCP缓冲区大小（256KB）增加到1MB或更高，以实现更高的网络吞吐量。
4.使用Jumbo帧
通过使用更大的Jumbo帧，可以将数据包大小升级到9000字节（标准帧大小为1500字节）。使用Jumbo帧可以降低数据包头的比例，并在交换机和网络设备之间减少Overhead的数量。这可以提高网络传输效率，并使应用程序更快地访问数据。
5.适当的硬件配置
在使用Bonding技术时，硬件配置同样很重要。建议采用双路式网卡、多核CPU等高性能硬件配置，以实现更高的网络带宽和更可靠的故障容错能力。
结论
Bonding技术已经成为Linux服务器中优化网络传输效率的常用技术。本文介绍了Bonding mode的工作原理，以及如何构造Bonding mode和优化网络传输效率。通过了解Bonding技术和采用以上优化方法，用户可以在Linux服务器上实现更高的性能和更好的可靠性。
相关问题拓展阅读：
在linux(redhat)下双网卡负载均衡(lacp)
之一步：创建一个ifcfg-bondX
# touch /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0 新建一个bond0配置文件
# cat /etc/雹雀悄sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0 DEVICE=bond0 BOOTPROTO=static IPADDR=1.1.1.2
NETMASK=255.255.255.0
BROADCAST=1.1.1.255
NETWORK=1.1.1.0
GATEWAY=1.1.1.1
ONBOOT=yes
TYPE=Ethernet
编辑ifcfg-bond0如上
第二步：修改/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethX
这个实验中把网卡1和2绑定，修改/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethX相应网卡配置如下：
# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
TYPE=Ethernet
DEVICE=eth1
HWADDR=00:d0:f8:40:f1:a0 网卡1mac
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
USERCTL=no
MASTER=bond0
SLAVE=yes
# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth2
TYPE=Ethernet DEVICE=eth2
HWADDR=00:d0:f8:00:0c:0c 网卡2mac
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
USERCTL=no
MASTER=bond0
SLAVE=yes
第三步：配置/etc/modprobe.conf，添加alias bond0 bonding
# cat /etc/modprobe.conf alias eth0 e100
alias snd-card-0 snd-intel8x0
options snd-card-0 index=0
options snd-intel8x0 index=0
remove snd-intel8x0 { /usr/in/alsactl store 0 >/dev/null 2>&1 || : ; }; /in/modprobe -r –ignore-remove snd-intel8x0 alias eth1 8139too
options 3c501 irq=3
alias eth2 tulip
上面是三网卡本身的配置如果要绑定和做lacp只源渣要再加上下面两条配岁州置
alias bond0 bonding 绑定
options bond0 miimon=100 mode=4 mode=4是lacp
第四步：配置/etc/rc.d/rc.local，添加需要绑定的网卡
# cat /etc/rc.d/rc.local
touch /var/lock/subsys/local 配置本身就有这条命令
ifenslave bond0 eth1 eth2 这条命令是添加需要绑定的网卡1和2
到这里就完成bonding的配置了可以查看一下
第五步：重启网络服务和重启pc
#service network restart 重启网络服务
# shutdown -r now 重启pc
重启后可以查看bonding情况：网卡1和2 都绑定上了，模式为802.3ad
# cat /proc/net/bonding/bond0
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.0.3 (March 23, 2023)
Bonding Mode: IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation
Tranit Hash Policy: layer2 (0) MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100 Up Delay (ms): 0 Down Delay (ms): 0
802.3ad info
LACP rate: slow
Active Aggregator Info:
Aggregator ID:
Number of ports:
Actor Key:
Partner Key: 1
Partner Mac Address: 00:d0:f8:22:33:ba Slave Interface: eth1
MII Status: up
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:d0:f8:40:f1:a0
Aggregator ID: 1
Slave Interface: eth2
MII Status: up
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:d0:f8:00:0c:0c
Aggregator ID: 1
接口配置信息:新增了bond0的配置信息，接口bond0和eth1，eth2，绑定后三个接口使用的mac都是同一个：00:D0:F8:40:F1:A0 # ifconfig
bond0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:D0:F8:40:F1:A
inet addr:1.1.1.2 Bcast:1.1.1.255 Mask:255.255.255.0
inet6 addr: fe80::2d0:f8ff:fe40:f1a0/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST MTU:1500 Metric:
RX packets:128 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:
TX packets:259 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:15466 (15.1 KiB) TX bytes:39679 (38.7 KiB)
ethLink encap:Ethernet HWaddr 00:11:11:EB:71:E2
inet addr:192.168.180.8 Bcast:192.168.180.15 Mask:255.255.255.
inet6 addr: fe80::211:11ff:feeb:71e2/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:
RX packets:311 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:
TX packets:228 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:30565 (29.8 KiB) TX bytes:35958 (35.1 KiB) eth1
Link encap:Ethernet HWaddr 00:D0:F8:40:F1:A
inet6 addr: fe80::2d0:f8ff:fe40:f1a0/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:
RX packets:54 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:
TX packets:97 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:6696 (6.5 KiB) TX bytes:13821 (13.4 KiB)
Interrupt:209 Base address:0x2e00
ethLink encap:Ethernet HWaddr 00:D0:F8:40:F1:A0
inet6 addr: fe80::2d0:f8ff:fe40:f1a0/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:
RX packets:74 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:
TX packets:162 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:8770 (8.5 KiB) TX bytes:25858 (25.2 KiB)
Interrupt:201 Base address:0x2f00
loLink encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.
inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
UP LOOPBACK RUNNING MTU:Metric:1
RX packets:6283 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:
TX packets:6283 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:(9.3 MiB) TX bytes:(9.3 MiB)
（二）锐捷交换机配置：
lacp system-priority全局配置lacp优先级
interface GigabitEthernet 0/23
no switchport
lacp port-priority接口的lacp优先级
port-group 1 mode active接口下开启lacp 主动模式
interface GigabitEthernet 0/24
no switchport
lacp port-priority 100
port-group 1 mode active
interface AggregatePort 1
no switchport no ip proxy-arp
ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
和linux成功建立lacp后状态信息如下：
Show lacp summary
System Id:100, 00d0.f822.33ba
Flags: S – Device is requesting Slow LACPDUs F – Device is requesting Fast LACPDUs. A – Device is in active mode.P – Device is in passive mode. Aggregate port 1:
Local information:
LACP portOper Port Port
Port Flags StatePriorityKey Number State-
Gi0/23 SAbndl3d
Gi0/24 SAbndl3d
Partner information:
LACP port Oper Port Port
Port Flags Priority Dev IDKey Number State
Gi0/23 SA 00d0.f840.f1a0 03d
Gi0/24 SA 00d0.f840.f1a0 03d
State表示状态信息：bndl表示lacp建立成功，sup表示不成功。
建立成功后在交换机上去ping linux 1.1.1.2
Ruijie#ping 1.1.1.2
Sending 5, 100-byte ICMP Echoes to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds: !!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms 在linux上ping交换机
# ping 1.1.1.1
PING 1.1.1.1 (1.1.1.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.601 ms
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.606 ms
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.608 ms
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.607 ms
— 1.1.1.1 ping statistics —
4 packets tranitted, 4 received, 0% packet loss, time 3002ms rtt min/avg/max/mdev = 0.601/0.605/0.608/0.024 ms
#
可以ping通，lacp建立正常。
把原传输数据的那个网卡shut down异常测试时，需要等到lacp状态超时才能切换到另一条链路。
Ruijie#sh lacp summary
System Id:100, 00d0.f822.33ba
Flags: S – Device is requesting Slow LACPDUs F – Device is requesting Fast LACPDUs. A – Device is in active mode.P – Device is in passive mode. Aggregate port 1:
Local information:
LACP portOper Port Port
Port Flags StatePriorityKey Number State-
Gi0/23 SAsups45
Gi0/24 SAbndl3d
Partner information:
LACP port Oper Port Port
Port Flags Priority Dev IDKey Number State
Gi0/23 SP.0000.0
Linux网卡bond
网卡绑定mode共有七种(0~6) bond0、bond1、bond2、bond3、bond4、bond5、bond6。早弊 常用的有三种：
mode=0：平衡负载模式，有自动备援，但需要”Switch”支援及设定。
mode=1：自动备援模式，其中一条线若断线，其他线路将会自动备援。陆隐
mode=6：平衡负载模式，早睁厅有自动备援，不必”Switch”支援及设定。
添加MASTER、SLAVE配置项
eth0：
eth1：
bond0(不存在，需要自己创建)：
ip a可以看到eth0\eth1上的master为bond0
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