Ethernet Bonding: come garantire ridondanza e/o massimizzare la banda disponibile
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Introduzione
In ambiente server Windows si parla generalmente di teaming riguardo alla configurazione di due o più schede di rete in modo che siano viste come una sola. Gli obiettivi sono quelli di aumentare la banda disponibile, di garantire un bilanciamento di carico tra le varie schede di rete e garantire una maggior sicurezza, visto che se una delle schede di rete ha problemi, ci sono le altre a garantire che la trasmissione non cada.
Per lo stesso concetto su Linux si parla invece di bonding, che è perciò un sistema per avere due o più interfacce di rete legate in modo da apparire come una unica interfaccia fisica, o, per dirla con altre parole, un sistema che ha lo scopo di unire due o più flussi ethernet al fine di formare un unico canale.
Requisiti
Prima di iniziare, è altamente raccomandata una verifica sull'integrità e la funzionalità delle singole schede di rete. Lanciando il comando 'mii-tool' dovreste vedere qualcosa di simile:
# mii-tool eth0: negotiated 100baseTx-FD, link ok eth1: negotiated 100baseTx-FD, link ok
Per far sì che il bonding funzioni, il kernel deve avere il supporto per il bonding delle periferiche:
# modprobe --list | grep bonding /lib/modules/2.6.20-16/kernel/drivers/net/bonding/bonding.ko
Tipi di bonding
Esistono diversi tipi di bonding, relativi a come il kernel gestirà i flussi di dati in entrata e in uscita dal sistema:
mode=0 (balance-rr): viene configurato un round-robin tra le due interfacce. I pacchetti vengono trasmessi attraverso la scheda di rete scarica e se una delle due va KO viene usata solo la scheda di rete funzionante. Questa modalità fornisce sia il load balance e sia il fault tolerance e non prevede switch di rete con particolari funzionalità;mode=1 (active-backup): una sola schede di rete viene usata. Se questa si rompe il MAC address viene associato all'altra funzionante (di backup) e quindi il flusso di rete viene garantito. Questa modalità fornisce un sistema di fault tolerance e non è necessario uno switch che abbia funzionalità avanzate;mode=2 (balance-xor): il traffico di rete viene inoltrato sulla scheda in base a questa regola di XOR: ((source MAC) XOR (dest MAC)). Questa modalità garantisce load balance e fault tolerance e non necessita di particolati switch;mode=3 (broadcast): vengono usate tutte le interfacce per trasmettere e ricevere. Il fault tolerance è garantito senza switch preposti;mode=4 (802.3ad): è una modalità di supporto allo standard IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation. È necessario uno switch che supporti lo standard 802.3ad;mode=5 (balance-tlb): Adaptive Transmit Load Balancing. Il traffico in entrata è ricevuto solo sullo slave attivo, il traffico in uscita viene distribuito a seconda del carico su ogni slave. Non necessita di particolari switch;mode=6 (balance-alb): Adaptive Load Balancing. Fornisce bilanciamento del carico sia in ricezione che in trasmissione. Non necessita di switch particolari, ma richiede la capacità di cambiare l’indirizzo MAC del dispositivo di rete senza che questo interrompa il traffico.
Installazione
Il bonding su Linux è gestito dal programma ifenslave:
apt-get install ifenslave-2.6
Configurazione
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ATTENZIONE L'utente deve eliminare dal file /etc/network/interfaces qualsiasi configurazione esistente relativa alle interfacce di rete che si intende includere nel bond di rete, ovvero nessuna di esse deve essere definita.
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Interfaces/modprobe.d
La configurazione vera e propria del networking viene fatta, come sempre, tramite il file /etc/network/interfaces. Supponendo che eth0 ed eth1 siano le schede ethernet presenti sulla nostra Debian box:
auto bond0 iface bond0 inet static address <indirizzo_ip> netmask <subnetmask> network <indirizzo_di_rete> gateway <ip_del_gateway> up /sbin/ifenslave bond0 eth0 eth1 down /sbin/ifenslave -d bond0 eth0 eth1
Commentate eventuali riferimenti alle schede fisiche presenti nel file, quindi salvate.
Aprite ora il file /etc/modprobe.d/arch/i386 (per architetture i386), oppure /etc/modprobe.d/arch/x86_64 (per architetture a 64 bit) e aggiungete le seguenti righe:
alias bond0 bonding options bonding mode=1 miimon=100 downdelay=200 updelay=200
Aggiornate la lista dei moduli caricati:
# update-modules
e riavviate il sistema di networking (oppure il sistema intero) e controllate eventuali messaggi d'errore al boot:
# /etc/init.d/networking restart
Solo interfaces
auto bond0 iface bond0 inet static address <indirizzo_ip> netmask <subnetmask> network <indirizzo_di_rete> gateway <ip_del_gateway> bond_mode <modalità_di_bonding_preferita> bond_miimon 100 bond_downdelay 200 bond_updelay 200 bond-slaves eth0 eth1
Fatto questo riavviamo il sistema di networking con:
# /etc/init.d/networking restart
Sintassi alternativa
auto bond0 iface bond0 inet static address <indirizzo_ip> netmask <subnetmask> network <indirizzo_di_rete> gateway <ip_del_gateway> bond_mode <modalità_di_bonding_preferita> bond_miimon 100 bond_downdelay 200 bond_updelay 200 bond-slaves none auto eth0 iface eth0 inet manual bond-master bond0 auto eth1 iface eth1 inet manual bond-master bond0
In questo caso si deroga a quanto scritto in inizio sezione, ovvero relativamente alla necessità di eliminare qualsiasi riferimento alle interfacce da includere in bond0.
Note finali
- In una rete con singolo switch è inutile optare per una configurazione pensata per garantire ridondanza, questo perché le stesse configurazioni per massimizzare la banda sono in grado di gestire guasti alle singole interfacce.
- In una rete con più switch se il fine è garantire ridondanza si consiglia l'utilizzo della modalità
active-backup, in caso contrariobalance-rr. - Relativamente al parametro bond-slaves è possibile usare il valore all per includere automaticamente tutte le interfacce di rete fisiche presenti.
Approfondimenti
- www.kernel.org
/usr/share/doc/ifenslave-2.6/README.Debian.gz
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