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Linux网卡绑定

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Linux NIC Bonding 技术可以将多张物理网卡或者虚拟网卡绑定为一张虚拟的逻辑网卡，从而实现网卡的冗余、带宽的扩容以及负载均衡。

网卡绑定的作用

网卡绑定的作用主要有两个方面：

  • 提供冗余（负载均衡）：网卡绑定最主要的作用，如下图，物理机的多张物理网卡可以上连多个交换机，将网卡绑定为一张虚拟网卡，使用该 bond 虚拟网卡，当其中一个交换机故障时，流量可以自动切换到另一个交换机与物理网卡，提供了网卡的容灾能力。
  • 提高吞吐量：由于是多张网卡进行负载均衡，bond 出来的网卡的吞吐量也得到了提升。

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网卡绑定模式

Mode 0 — balance-rr（轮询模式）

数据包依次顺序轮询每张网卡传输，即第1个包走 eth0，下一个包就走 eth1….一直轮询下去。

Mode 1 — active-backup（主备模式）

只有一张网卡作为主，承接流量，当主网卡宕机后，启用备网卡。

Mode 2 — balance-xor（异或模式）

基于源 MAC 和目的 MAC 的 Hash 选择网卡

Mode 3 — broadcast（广播模式）

所有数据包在所有网卡上传输。

Mode 5 — balance-tlb（传输负载均衡）

Mode 6 — balance-alb（适应性负载均衡）

使用 nmcli 绑定网卡

绑定网卡

  1. 创建绑定网卡

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    nmcli connection add type bond ifname <绑定网卡名> mode <模式>

    例如，创建一张名为 bond0 的主备模式绑定网卡

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    root@ubuntu2404:/# nmcli connection add type bond ifname bond0 mode active-backup
    Connection 'bond-bond0' (fed29263-5656-449b-95c8-cf2e23432736) successfully added.

    查看网络设备，即可看到新建的 bond0 网卡

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    root@ubuntu2404:/# nmcli device status
    DEVICE   TYPE      STATE                                  CONNECTION
    ens160   ethernet  connected                              netplan-ens160
    ens256   ethernet  connected                              Wired connection 1
    bond0    bond      connecting (getting IP configuration)  bond-bond0
    lo       loopback  connected (externally)                 lo
    docker0  bridge    connected (externally)                 docker0

  2. 添加从属网卡

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    nmcli connection add type bond-slave ifname <从属网卡名> master <绑定网卡名>

    例如，将 ens160 和 ens256 网卡绑定到 bond0 网卡上

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    root@ubuntu2404:/# nmcli connection add type bond-slave ifname ens160 master bond0
    Connection 'bond-slave-ens160' (021cce67-1440-4d50-a8a9-5c7faf8a361b) successfully added.
    root@ubuntu2404:/# nmcli connection add type bond-slave ifname ens256 master bond0
    Connection 'bond-slave-ens256' (f17d7bf7-4313-4f90-8f9c-5c35c0ebe319) successfully added.
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    root@ubuntu2404:/# nmcli connection show
    NAME                UUID                                  TYPE      DEVICE
    netplan-ens160      febc54dc-e29c-3939-a911-8a11855bd1c8  ethernet  ens160
    Wired connection 1  ec18620e-37bf-3343-acf5-b57b8928465d  ethernet  ens256
    bond-bond0          fed29263-5656-449b-95c8-cf2e23432736  bond      bond0
    lo                  73b7043c-59f1-42aa-a711-2eb721fc18b4  loopback  lo
    docker0             5fb2c927-9b29-4d43-99ab-09af694a8927  bridge    docker0
    bond-slave-ens160   021cce67-1440-4d50-a8a9-5c7faf8a361b  ethernet  --
    bond-slave-ens256   f17d7bf7-4313-4f90-8f9c-5c35c0ebe319  ethernet  --

  3. 配置绑定网卡

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    nmcli connection modify bond-bond0 ipv4.addresses 172.16.19.200/24 ipv4.gateway 172.16.19.2 ipv4.method manual

  4. 激活绑定

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    nmcli connection up bond-bond0

  5. 激活从属网卡（可不激活，激活后会导致原本的网卡无法直接访问）

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    nmcli connection up bond-slave-ens160
    nmcli connection up bond-slave-ens256

验证网卡冗余

按照上面步骤绑定完网卡后，可以看到多了一张网卡 bond0

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root@ubuntu2404:/# 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
    inet6 ::1/128 scope host noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master bond0 state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ec:41:a3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp2s0
3: ens256: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master bond0 state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ec:41:a3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff permaddr 00:0c:29:ec:41:ad
    altname enp26s0
4: docker0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default
    link/ether 02:42:8b:f0:0f:5a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
9: bond0: <BROADCAST,MULTICAST,MASTER,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ec:41:a3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.16.19.200/24 brd 172.16.19.255 scope global noprefixroute bond0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::6d51:ebf5:7acc:83ff/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
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root@ubuntu2404:/# nmcli connection show
NAME                UUID                                  TYPE      DEVICE
bond-bond0          1d93dc92-b5b8-4710-9f67-2424899947e3  bond      bond0
bond-slave-ens160   f75880e7-977e-4537-84cd-a5bc802ad32c  ethernet  ens160
bond-slave-ens256   cf9838da-7c22-4066-ba2d-2b89d3e08f63  ethernet  ens256
lo                  73b7043c-59f1-42aa-a711-2eb721fc18b4  loopback  lo
docker0             5fb2c927-9b29-4d43-99ab-09af694a8927  bridge    docker0
netplan-ens160      febc54dc-e29c-3939-a911-8a11855bd1c8  ethernet  --
Wired connection 1  ec18620e-37bf-3343-acf5-b57b8928465d  ethernet  --
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root@ubuntu2404:/# nmcli device status
DEVICE   TYPE      STATE                   CONNECTION
bond0    bond      connected               bond-bond0
ens160   ethernet  connected               bond-slave-ens160
ens256   ethernet  connected               bond-slave-ens256
lo       loopback  connected (externally)  lo
docker0  bridge    connected (externally)  docker0

通过 bond0 网卡 IP 连接，单独关掉 ens160 或者 ens256 网卡（ifconfig ens160 down），连接都不会收到影响。

  1. 恢复

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    nmcli connection down bond-bond0
    nmcli connection down bond-slave-ens160
    nmcli connection down bond-slave-ens256

    nmcli connection del bond-bond0
    nmcli connection del bond-slave-ens160
    nmcli connection del bond-slave-ens256