网卡绑定（NIC Bonding 或 Network Bonding）

Question

网卡绑定（NIC Bonding 或 Network Bonding） 是指将多块网络接口卡（NIC）绑定在一起，以实现更高的网络吞吐量、更好的冗余性和可靠性。常见于 Linux 系统中的网卡绑定通过内核支持的多种模式来实现。

网卡绑定的常见模式

1. mode=0（balance-rr，轮询模式）
   • 数据包按顺序轮流发送到所有绑定的网卡上。
   • 优点：负载均衡，能提高带宽利用率。
   • 缺点：需要交换机的支持（通常需要配置链路聚合），容易导致数据包乱序。
2. mode=1（active-backup，主备模式）
   • 一个网卡处于活跃状态，另一个网卡处于备用状态。
   • 优点：高可靠性，冗余性强，不需要交换机支持。
   • 缺点：无法提升带宽。
3. mode=2（balance-xor，异或负载均衡）
   • 根据 MAC 地址或 IP 地址的哈希值选择网卡发送数据。
   • 优点：负载均衡，可以和普通交换机配合使用。
   • 缺点：需要均匀分布的流量源才有效果。
4. mode=3（broadcast，广播模式）
   • 所有数据包通过所有绑定的网卡发送。
   • 优点：高可靠性，适合需要高容错的场景。
   • 缺点：带宽浪费，不适合高性能场景。
5. mode=4（802.3ad，动态链路聚合）
   • 基于 IEEE 802.3ad 标准的链路聚合。
   • 优点：支持负载均衡和故障切换，吞吐量大，适合需要高性能的场景。
   • 缺点：交换机必须支持并配置 802.3ad 链路聚合。
6. mode=5（balance-tlb，自适应传输负载均衡）
   • 出站流量根据当前的负载自动选择网卡，入站流量由被动 ARP 协商实现。
   • 优点：不需要特殊交换机支持。
   • 缺点：对入站流量的优化有限。
7. mode=6（balance-alb，自适应负载均衡）
   • 提供出站和入站的负载均衡，入站通过 ARP 协商。
   • 优点：不需要交换机支持，负载均衡效果好。
   • 缺点：需要客户端支持 ARP 协商。

网卡绑定的优点

1. 高可用性（HA）：
   • 如果一块网卡或连接线路发生故障，流量会自动切换到其他网卡，保证网络不中断。
2. 负载均衡：
   • 提高网络带宽利用率，分散流量压力，提升整体性能。
3. 简单的配置管理：
   • 将多块网卡绑定后对外表现为一个逻辑网卡，方便管理和使用。

网卡绑定的配置

在 Linux 系统中，网卡绑定通常通过 bonding 内核模块和配置文件来实现。

1. 加载 bonding 模块

modprobe bonding

2. 配置绑定

假设绑定的网卡为 eth0 和 eth1 ，配置文件路径为 /etc/sysconfig/network-scripts/ ：

• 编辑 ifcfg-bond0 ：

  DEVICE=bond0
  BOOTPROTO=none
  ONBOOT=yes
  BONDING_OPTS="mode=1 miimon=100"
  IPADDR=192.168.1.100
  NETMASK=255.255.255.0
  GATEWAY=192.168.1.1
  

• 编辑 ifcfg-eth0 和 ifcfg-eth1 ：

  DEVICE=eth0
  BOOTPROTO=none
  ONBOOT=yes
  MASTER=bond0
  SLAVE=yes
  

  DEVICE=eth1
  BOOTPROTO=none
  ONBOOT=yes
  MASTER=bond0
  SLAVE=yes
  

3. 重启网络服务

systemctl restart network

验证绑定状态

可以使用以下命令查看绑定状态：

cat /proc/net/bonding/bond0

输出示例：

Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)

Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)
Primary Slave: None
Currently Active Slave: eth0
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0

Slave Interface: eth0
MII Status: up
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: xx:xx:xx:xx:xx:xx

Slave Interface: eth1
MII Status: up
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: xx:xx:xx:xx:xx:xx

通过这种方式，可以确认网卡绑定模式和各网卡的运行状态。