Základy Ethernet Bonding v Linuxu

Úvod

Ovladač propojení pro Linux poskytuje metodu pro agregaci více síťových rozhraní do jediného logického „spojeného“ rozhraní. Chování spojených rozhraní závisí na režimu; Obecně řečeno, režimy poskytují buď službu horkého pohotovostního režimu nebo služby vyrovnávání zátěže. Kromě toho lze provádět monitorování integrity spojení.

Nejnovější verzi ovladače bonding lze nalézt v nejnovější verzi linuxového jádra na http://kernel.org. Nejnovější verzi a úplný dokument lze nalézt buď v nejnovějším zdrojovém kódu jádra (s názvem Documentation/networking/bonding.txt) nebo na stránce bonding sourceforge http://www.sourceforge.net/projects/bonding

Konfigurace

V Enterprise Linuxu systém automaticky nenačte ovladač síťového adaptéru, pokud není zařízení ethX nakonfigurováno s IP adresou. Kvůli tomuto omezení musí uživatelé ručně nakonfigurovat soubor síťového skriptu pro všechny fyzické adaptéry, které budou členy propojení bondX. Soubory síťových skriptů jsou umístěny v adresáři:

/etc/sysconfig/network-scripts

Název souboru musí mít předponu „ifcfg-eth “ a s příponou fyzickým číslem adaptéru. Například skript pro eth0 bude mít název /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 . Do souboru umístěte následující text:

# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
USERCTL=no
ONBOOT=yes
MASTER=bond0
SLAVE=yes
BOOTPROTO=none

„DEVICE= ” řádek se bude pro každé zařízení ethX lišit a musí odpovídat názvu souboru, tj. ifcfg-eth1 musí mít řádek zařízení „DEVICE=eth1“. Nastavení „MASTER= ” bude také záviset na konečném názvu spojovacího rozhraní zvoleného pro vaši vazbu. Stejně jako u jiných síťových zařízení obvykle začínají na 0 a jdou nahoru o jednu pro každé zařízení, tj. první instance vazby je bond0, druhá je bond1 a tak dále.

Dále vytvořte skript vazební sítě. Název souboru pro tento skript bude /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bondX kde X je číslo vazby. Pro bond0 se soubor jmenuje „ifcfg-bond0“, pro bond1 se jmenuje „ifcfg-bond1“ a tak dále. Do tohoto souboru umístěte následující text:

# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bondX
DEVICE=bond0
IPADDR=192.168.1.1
NETMASK=255.255.255.0
NETWORK=192.168.1.0
BROADCAST=192.168.1.255
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
USERCTL=no

Ujistěte se, že jste změnili linky specifické pro síť (IPADDR, NETMASK, NETWORK a BROADCAST), aby odpovídaly konfiguraci vaší sítě.

Nakonec je nutné upravit /etc/modules.conf pro načtení spojovacího modulu vámi požadovanými možnostmi, když se zobrazí rozhraní bond0. Následující řádky v /etc/modules.conf (nebo modprobe.conf ) načte spojovací modul a vybere jeho možnosti:

# vi /etc/modprobe.conf
alias bond0 bonding
options bond0 mode=balance-alb miimon=100

Pro CentOS/RHEL 5 ,Režim propojení se nastavuje v souboru /etc/sysconfig/network-scripts/ifconfig-bond0 místo v souboru /etc/modprobe.conf.

Pro CentOS/RHEL 6 , vytvořte nový soubor s názvem /etc/modprobe.d/bonding.conf v adresáři /etc/modprobe.d/ s obsahem ‚alias bond0 bonding‘. A také nastavte režim vazby v souboru /etc/sysconfig/network-scripts/ifconfig-bond0 místo v /etc/modprobe.d/bonding.conf.

Pro soubor /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0 nahraďte vzorové parametry vhodnou sadou voleb pro vaši konfiguraci. Nakonec spusťte „/etc/rc.d/init.d/network restart“ nebo „service network restart“ jako root. Tím se restartuje síťový subsystém a vaše propojení by mělo být nyní v provozu.

Dotaz na konfiguraci vazby

Každé spojovací zařízení má soubor pouze pro čtení umístěný v /proc/net/bonding adresář. Obsah souboru zahrnuje informace o konfiguraci propojení, možnostech a stavu každého slave.

Například obsah /proc/net/bonding/bond0 po načtení ovladače s parametry mode=0 a miimon=1000 je obecně následující:

# cat /proc/net/bonding
Ethernet Channel Bonding Driver: 2.6.1 (October 29, 2004)
Bonding Mode: load balancing (round-robin)
Currently Active Slave: eth0
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 1000
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0

Slave Interface: eth1
MII Status: up
Link Failure Count: 1

Slave Interface: eth0
MII Status: up
Link Failure Count: 1

Přesný formát a obsah se změní v závislosti na konfiguraci spojování, stavu a verzi ovladače spojování.

Konfigurace spojování pro vysokou dostupnost

Vysoká dostupnost označuje konfigurace, které poskytují maximální dostupnost sítě tím, že mají redundantní nebo záložní zařízení, propojení nebo přepínače mezi hostitelem a zbytkem světa. Cílem je poskytnout maximální dostupnost síťové konektivity (tj. síť vždy funguje), i když jiné konfigurace by mohly poskytnout vyšší propustnost.

Vysoká dostupnost v topologii jednoho přepínače

Pokud jsou dva hostitelé (nebo hostitel a jeden přepínač) přímo propojeni pomocí více fyzických spojení, pak optimalizace pro maximální šířku pásma nemá žádnou penalizaci za dostupnost. V tomto případě existuje pouze jeden přepínač (nebo peer), takže pokud selže, neexistuje žádný alternativní přístup k převzetí služeb při selhání. Režimy vyvažování zátěže propojení navíc podporují sledování spojení jejich členů, takže pokud jednotlivé linky selžou, zátěž bude znovu vyvážena mezi zbývajícími zařízeními.

Režimy lepení

Kromě režimů active-backup(1) a broadcast(3), které jsou určeny pro topologii více přepínačů (viz níže), můžete pro topologie jednoho přepínače použít následující režimy:

• balance-rr(0) :Round-robin policy:Přenášejte pakety v sekvenčním pořadí od prvního dostupného slave po poslední. Tento režim poskytuje vyrovnávání zátěže a odolnost proti chybám. Toto je výchozí režim. Pokud tedy v souboru /etc/modprobe.conf není uveden žádný režim, bude ovladač bondingu pracovat v režimu balance-rr. Nejlepší je však uvést režim v /etc/modprobe.conf, jak je uvedeno výše.
• balance-xor(2) :Zásada XOR:Přenos na základě zvolené zásady hash přenosu. To je založeno na hashovací funkci přes MAC adresu pomocí operace XOR. Tento režim poskytuje vyrovnávání zátěže a odolnost proti chybám.
• 802.3ad (4) :IEEE 802.3ad Dynamická agregace odkazů. Vytváří agregační skupiny, které sdílejí stejnou rychlost a duplexní nastavení. Využívá všechny podřízené jednotky v aktivním agregátoru podle specifikace 802.3ad. Předpoklady:
  • Podpora Ethtool v základních ovladačích pro načítání rychlosti a duplexu každého slave.
  • Přepínač, který podporuje agregaci dynamických odkazů IEEE 802.3ad.
  • Většina přepínačů bude vyžadovat určitý typ konfigurace pro aktivaci režimu 802.3ad.
• balance-tlb(5) :Adaptivní vyvažování přenosové zátěže:propojení kanálů, které nevyžaduje žádnou speciální podporu přepínačů. Odchozí provoz je distribuován podle aktuálního zatížení (počítáno vzhledem k rychlosti) na každém podřízeném zařízení. Příchozí provoz přijímá aktuální slave zařízení. Pokud přijímající slave selže, jiný slave převezme MAC adresu neúspěšného přijímajícího slave zařízení. Předpoklad:
  • Podpora Ethtool v základních ovladačích pro načítání rychlosti každého slave.
• balance-alb(6) :Adaptivní vyvažování zátěže:zahrnuje vyvážení-tlb plus vyvažování zátěže příjmu (rlb) pro provoz IPV4 a nevyžaduje žádnou speciální podporu přepínačů. Přijímaný provoz z připojení vytvořených serverem je také vyvážený. Když je spojení znovu připojeno nebo se k vazbě připojí nový slave, přijímaný provoz se přerozdělí mezi všechny aktivní slave ve vazbě. Předpoklady:
  • Podpora Ethtool v základních ovladačích pro načítání rychlosti každého slave.
  • Podpora základního ovladače pro nastavení hardwarové adresy zařízení, když je otevřené.

Vysoká dostupnost v topologii více přepínačů

S více přepínači se konfigurace propojení a sítě dramaticky změní. V topologiích více přepínačů existuje kompromis mezi dostupností sítě a použitelnou šířkou pásma.

Níže je ukázková síť nakonfigurovaná tak, aby maximalizovala dostupnost sítě:

V této konfiguraci existuje spojení mezi dvěma přepínači (ISL nebo propojení mezi přepínači) a více portů připojujících se k vnějšímu světu („port3“ na každém přepínači). Neexistuje žádný technický důvod, proč by to nemohlo být rozšířeno na třetí přepínač.

Režimy lepení

V topologii, jako je výše uvedený příklad, jsou režimy aktivního zálohování a vysílání jedinými užitečnými režimy propojení při optimalizaci dostupnosti; ostatní režimy vyžadují, aby všechny odkazy skončily na stejném peeru, aby se chovaly racionálně.

• aktivní záloha (nebo 1) :Toto je obecně preferovaný režim, zvláště pokud mají přepínače ISL a hrají spolu dobře. Pokud je konfigurace sítě taková, že jeden přepínač je konkrétně záložní přepínač (např. má nižší kapacitu, vyšší cenu atd.), pak lze primární možnost použít k zajištění toho, že preferovaný spoj bude použit vždy, když je dostupný.
• vysílání (nebo 3) :Tento režim je skutečně speciálním režimem a je vhodný pouze pro velmi specifické potřeby. Například pokud dva přepínače nejsou propojeny (žádné ISL) a sítě za nimi jsou zcela nezávislé. V tomto případě, pokud je nutné, aby se nějaký specifický jednosměrný provoz dostal do obou nezávislých sítí, pak může být vhodný režim vysílání.