Linux网络优化指南：链路聚合模式详解

链路聚合

定义

以太网链路聚合（Link Aggregation）是一种将多条以太网物理链路捆绑在一起，形成一条逻辑链路的技术。其目的是通过增加链路的带宽，同时利用多条链路之间的互备关系提高链路的可靠性。

目的

随着网络规模的不断扩大，用户对高带宽和高可靠性的需求日益增长。传统的方法通常是通过更换高带宽的接口板或设备来实现带宽的扩展，但这种方法成本高且灵活性差。而链路聚合技术则提供了一种高效、低成本的解决方案。链路聚合主要有以下三个优势：

1. 增加带宽

   • 通过将多个低速接口捆绑在一起，链路聚合可以使总带宽达到各独立链路带宽之和。例如，将四条1Gbps的链路聚合在一起，可以实现总带宽为4Gbps的逻辑链路。

2. 提高可靠性

   • 链路聚合技术通过动态备份机制，当某条链路出现故障时，流量可以自动切换到其他正常工作的链路，从而提高整体链路的可靠性。

3. 负载分担

   • 链路聚合可以实现流量在所有成员链路上的均衡分配，减少某条单独链路的过载风险，提高网络资源的利用效率。

技术细节

• 链路聚合（Link Aggregation）

  • 是指将多个物理端口捆绑在一起，形成一个逻辑端口，以实现出/入流量在各成员端口中的负荷分担。链路聚合在增加链路带宽、实现链路传输弹性和冗余等方面是一项重要的技术。

• 交换机的负载分担策略

  • 交换机会根据用户配置的端口负荷分担策略，决定报文从哪个成员端口发送到对端的交换机。当检测到某个成员端口的链路发生故障时，交换机会停止在该端口上传送报文，并根据负荷分担策略重新计算发送端口。

链路聚合模式

1. mode=0 (balance-rr)

描述：该模式使用循环算法（Round-robin）发送数据包，顺序地将每个数据包发送到每个接口。

优点：

• 提供了负载均衡和故障冗余。
• 所有接口带宽可以被同时使用。

缺点：

• 需要交换机支持且配置成适当的模式。
• 数据包顺序可能会被打乱，这对某些应用可能有问题。

2. mode=1 (active-backup)

描述：只有一个活动接口，其他接口处于备用状态。当活动接口发生故障时，备用接口会被激活。

优点：

• 简单可靠，适用于任何网络设备，不需要特殊交换机支持。
• 提供故障冗余。

缺点：

• 不能增加带宽，只有一个接口是活动的。

3. mode=2 (balance-xor)

描述：根据源MAC地址和目标MAC地址的异或结果选择接口发送数据包，从而实现负载均衡。

优点：

• 提供负载均衡和故障冗余。
• 能够增加带宽使用效率。

缺点：

• 需要交换机支持且配置成适当的模式。

4. mode=3 (broadcast)

描述：将所有数据包广播到所有接口。

优点：

• 提供冗余。

缺点：

• 网络流量增加，效率低。
• 不适合需要高效带宽使用的场景。

5. mode=4 (802.3ad)

描述：使用IEEE 802.3ad 动态链路聚合协议（LACP）。动态协商和管理聚合链路。

优点：

• 动态协商，自动配置链路聚合。
• 提供负载均衡和故障冗余。
• 增加带宽使用效率。

缺点：

• 需要交换机支持IEEE 802.3ad并配置成LACP模式。

6. mode=5 (balance-tlb)

描述：基于传输负载（传输负载均衡，TLB）自动地在接口之间分配出站流量。接收流量由当前接口处理。

优点：

• 不需要特殊交换机支持。
• 提供负载均衡和故障冗余。

缺点：

• 接收流量不能负载均衡。

7. mode=6 (balance-alb)

描述：基于适应性负载均衡（自适应负载均衡，ALB），包括传输负载均衡（TLB）和接收负载均衡（RLB）。

优点：

• 提供负载均衡和故障冗余。
• 不需要特殊交换机支持。
• 增加传输和接收的带宽利用率。

缺点：

• 实现相对复杂。

对比

模式	负载均衡	冗余	交换机支持	备注
mode=0 (balance-rr)	是	是	是	数据包顺序可能被打乱
mode=1 (active-backup)	否	是	否	简单可靠
mode=2 (balance-xor)	是	是	是	负载均衡效率高
mode=3 (broadcast)	否	是	否	网络流量大，效率低
mode=4 (802.3ad)	是	是	是	动态协商
mode=5 (balance-tlb)	是（仅传输）	是	否	不支持接收流量负载均衡
mode=6 (balance-alb)	是	是	否	实现复杂

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