Linux 网络聚合（bond方式） | 泠泫凝的异次元空间

使用bond方式将四个千兆电口聚合为一个4Gbps的聚合口的记录。

环境介绍

服务器：Dell R720
系统：openEuler 20.03 (LTS-SP4)
网卡：BCM5720 双口千兆电 LOM 网卡 * 2
交换机：锐捷 S5760C-24GT8XS-X （S5760X_RGOS 12.5(4)B0701）

聚合操作

看一下网卡是否都正常：

[root@localhost ~]# lspci | grep Ethernet
01:00.0 Ethernet controller: Broadcom Inc. and subsidiaries NetXtreme BCM5720 2-port Gigabit Ethernet PCIe
01:00.1 Ethernet controller: Broadcom Inc. and subsidiaries NetXtreme BCM5720 2-port Gigabit Ethernet PCIe
02:00.0 Ethernet controller: Broadcom Inc. and subsidiaries NetXtreme BCM5720 2-port Gigabit Ethernet PCIe
02:00.1 Ethernet controller: Broadcom Inc. and subsidiaries NetXtreme BCM5720 2-port Gigabit Ethernet PCIe
[root@localhost ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eno1: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master nm-bond state UP group default qlen 1000
    link/ether 90:b1:1c:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: eno2: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master nm-bond state UP group default qlen 1000
    link/ether 90:b1:1c:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: eno3: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master nm-bond state UP group default qlen 1000
    link/ether 90:b1:1c:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
5: eno4: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master nm-bond state UP group default qlen 1000
    link/ether 90:b1:1c:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

可见网卡都在线、状态均为UP。

设置交换机启用聚合

我这里使用了21-24共4个口用于聚合，端口类型为二层口，LACP为开启。
另外“全局配置”的“流量平衡算法”我选择了“源目的IP和源目的L4端口”，这个暂时不清楚有什么影响，我选哪个感觉都不影响。

最后给新创建的Ag聚合口配置VLAN（如有）即可。
使用nmtui将网卡加入bond组并设置必要参数

这块主要操作就是添加bond类型的配置文件，然后把需要聚合的网卡加入到slave中，最后设置聚合（逻辑）接口的网络配置即可。
按照逻辑上来讲此时设备应该已经可以正常联网了。

调整xmit_hash_policy参数
首先通过ip -d link show查看当前分流策略：

1
2
3

6: nm-bond: <BROADCAST,MULTICAST,MASTER,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
 link/ether 90:b1:1c:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff promiscuity 0 minmtu 68 maxmtu 65535 
 bond mode 802.3ad miimon 100 updelay 0 downdelay 0 peer_notif_delay 0 use_carrier 1 arp_interval 0 arp_validate none arp_all_targets any primary_reselect always fail_over_mac none xmit_hash_policy layer2 resend_igmp 1 num_grat_arp 1 all_slaves_active 0 min_links 0 lp_interval 1 packets_per_slave 1 lacp_rate slow ad_select stable ad_aggregator 1 ad_num_ports 4 ad_actor_key 9 ad_partner_key 66 ad_partner_mac ec:b9:70:xx:xx:xx ad_actor_sys_prio 65535 ad_user_port_key 0 ad_actor_system 00:00:00:00:00:00 tlb_dynamic_lb 1 addrgenmode none numtxqueues 16 numrxqueues 16 gso_max_size 65536 gso_max_segs 65535

其中xmit_hash_policy为layer2，即使用二层哈希进行流量分配。这里我们需要给它调整为layer3+4：

1	nmcli connection modify "Bond connection 1" +bond.options xmit_hash_policy=layer3+4

重启接口

1	nmcli d reapply nm-bond

资料补充

聚合方式简介

Linux网卡绑定mode共有七种(0~6) bond0、bond1、bond2、bond3、bond4、bond5、bond6。

第一种模式：mod=0 ，即：(balance-rr) Round-robin policy（平衡抡循环策略）
特点：传输数据包顺序是依次传输（即：第1个包走eth0，下一个包就走eth1….一直循环下去，直到最后一个传输完毕），此模式提供负载平衡和容错能力；但是我们知道如果一个连接或者会话的数据包从不同的接口发出的话，中途再经过不同的链路，在客户端很有可能会出现数据包无序到达的问题，而无序到达的数据包需要重新要求被发送，这样网络的吞吐量就会下降

第二种模式：mod=1，即： (active-backup) Active-backup policy（主-备份策略）
特点：只有一个设备处于活动状态，当一个宕掉另一个马上由备份转换为主设备。mac地址是外部可见得，从外面看来，bond的MAC地址是唯一的，以避免switch(交换机)发生混乱。此模式只提供了容错能力；由此可见此算法的优点是可以提供高网络连接的可用性，但是它的资源利用率较低，只有一个接口处于工作状态，在有 N 个网络接口的情况下，资源利用率为1/N

第三种模式：mod=2，即：(balance-xor) XOR policy（平衡策略）
特点：基于指定的传输HASH策略传输数据包。缺省的策略是：(源MAC地址 XOR 目标MAC地址) % slave数量。其他的传输策略可以通过xmit_hash_policy选项指定，此模式提供负载平衡和容错能力

第四种模式：mod=3，即：broadcast（广播策略）
特点：在每个slave接口上传输每个数据包，此模式提供了容错能力

第五种模式：mod=4，即：(802.3ad) IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（IEEE 802.3ad 动态链接聚合）
特点：创建一个聚合组，它们共享同样的速率和双工设定。根据802.3ad规范将多个slave工作在同一个激活的聚合体下。
外出流量的slave选举是基于传输hash策略，该策略可以通过xmit_hash_policy选项从缺省的XOR策略改变到其他策略。需要注意的是，并不是所有的传输策略都是802.3ad适应的，尤其考虑到在802.3ad标准43.2.4章节提及的包乱序问题。不同的实现可能会有不同的适应性。
必要条件：
条件1：ethtool支持获取每个slave的速率和双工设定
条件2：switch(交换机)支持IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation
条件3：大多数switch(交换机)需要经过特定配置才能支持802.3ad模式

第六种模式：mod=5，即：(balance-tlb) Adaptive transmit load balancing（适配器传输负载均衡）
特点：不需要任何特别的switch(交换机)支持的通道bonding。在每个slave上根据当前的负载（根据速度计算）分配外出流量。如果正在接受数据的slave出故障了，另一个slave接管失败的slave的MAC地址。
该模式的必要条件：ethtool支持获取每个slave的速率

第七种模式：mod=6，即：(balance-alb) Adaptive load balancing（适配器适应性负载均衡）
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。
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。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。这个问题可以通过给所有的对端发送更新（ARP应答）来解决，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（round robin）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
其实mod=6与mod=0的区别：mod=6，先把eth0流量占满，再占eth1，….ethX；而mod=0的话，会发现2个口的流量都很稳定，基本一样的带宽。而mod=6，会发现第一个口流量很高，第2个口只占了小部分流量。

我这里只使用了mode4（802.3ad）方式聚合。

xmit_hash_policy 参数

在 bond 模式为 2、4、5 的情况下，支持通过修改传输 hash 策略改变数据包发送方式。在 debain9 系统上，就是通过修改 bond-xmit-hash-policy 改变 bond out 流量负载方式。

Linux 内核说明文件（英文）。

参考资料

排名不分先后。

Linux下双网卡绑定七种模式多网卡的7种bond模式原理

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