关于网卡bond的学习总结

针对服务器物理网卡进行bond设置，达到增强传输报文的物理网络可靠性（网卡冗余）以及提高网卡传输带宽利用率的目的。

bond是什么？
bond支持哪些工作模式？
bond配置后多网卡的选择策略是什么？

bond是什么？

通过将多张物理网卡绑定（聚合）为一张逻辑网卡的技术。绑定后的逻辑网卡的行为由创建bond时配置的工作模式决定，主要的行为模式可以概括为主备和负载均衡。

bond支持哪些工作模式？

物理网卡bond由linux内核的bonding模块完成，共支持七种bond模式：

第一种：mode = 0 (balance-rr) Round-robin policy（平衡轮选策略）
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：mode = 1 (active-backup) Active-backup policy（主-备策略）
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：mode = 2 (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，此模式提供负载平衡和容错能力。缺省的平衡策略算法是：(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。

第四种：mode = 3 (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：mode = 4 (802.3ad) IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（IEEE 802.3ad 动态链接聚合俗称LACP模式）
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（物理网卡）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layer 2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。

网卡bond选择该模式的必要条件：
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（LACP协议）
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（配置交换机开启LACP模式）

第六种：mode = 5 (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：mode = 6 (balance-alb (charp)) 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。

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

mode=6与mode=0的区别：
mode=6，先把eth0流量占满，再占eth1，….ethX；而mode=0的话，会发现2个口的流量都很稳定，基本一样的带宽。而mode=6，会发现第一个口流量很高，第2个口只占了小部分流量

bond配置后多网卡的选择策略是什么？

balance-xor 和 802.3ad模式下默认的Hash策略算法为layer 2，可以通过修改bond网卡的xmit_hash_policy参数使用其他算法，修改文件路径：/sys/devices/virtual/net/bond*/bonding/xmit_hash_policy

xmit_hash_policy支持的参数：

参数值	算法	含义	说明
0	(source MAC XOR destination MAC) % slave count	layer 2 (default)
1	((source port XOR dest port) XOR ((source IP XOR dest IP) AND 0xffff)% slave count	layer 3+4	该算法对于TCP/UDP分片报文的传输可能导致乱序问题；查看了欧拉OS的内核实现，hash策略L3+L4（包括增强的L3+L4），大于MTU的报文流只根据源IP和目的IP进行物理网卡选择，解决了乱序问题，但会有流量不均衡问题
2	(((source IP XOR dest IP) AND 0xffff) XOR ( source MAC XOR destination MAC )) % slave count	layer 2+3	对于无IP的传输流量（ARP?），采用layer 2算法
3	查了下内核代码，没看出与layer 2+3的差别	encapsulated layer 2+3
4	查了下内核代码，没看出与layer 3+4的差别	encapsulated layer 3+4 (charp)

参考：
https://www.cnblogs.com/lcword/p/5914089.html
https://www.cnblogs.com/dkblog/p/3613407.html