Введение

Под агрегацией (агрегированием) сетевых каналов понимают объединение нескольких параллельных каналов передачи данных в сетях Ethernet в один логический канал, позволяющее . Агрегация позволяет увеличить пропускную способность и или повысить надёжность. Поведение такого агрегированного сетевого канала зависит от выбранного режима работы. В общем случае, объединенные сетевые интерфейсы могут работать в режиме горячего резерва (отказоустойчивости) или в режиме балансировки нагрузки. Режим (политика) работы определяется параметрами (опциями) модуля ядра bonding. Полный список параметров:

Далее к рассмотрению представлены следующие режимы:

• Политика «активный-резервный» (active-backup): активен . Активен только один сетевой интерфейс из объединённых. Другой интерфейс может стать активным только в том случае, когда неработоспособен текущий активный интерфейс. Эта политика применяется для повышения отказоустойчивости;
• Политика агрегирования каналов по открытому стандартному протоколу LACP: создаются . Создаются агрегированные группы сетевых карт с одинаковой скоростью и дуплексом. При таком объединении передача данных задействует все каналы в активной агрегации, согласно стандарту IEEE 802.3ad. Выбор интерфейса для отправки пакета определяется политикой, по умолчанию «XOR» политика;
• Политика адаптивной балансировки нагрузки (balance-alb). Включает в себя режим адаптивной балансировки нагрузки передачи, а также осуществляет балансировку Активны все агрегированные сетевые интерфейсы в  режиме адаптивной балансировки исходящего и входящего трафика. Не требует дополнительной настройки на коммутаторе. Балансировка входящего трафика достигается путём ARP переговоров. Драйвер bonding перехватывает ARP ответы, отправляемые с локальных сетевых карт наружу, и переписывает MAC адрес источника на один из уникальных MAC адресов сетевой карты, участвующей в объединении. Таким образом различные пиры используют различные MAC адреса сервера. Балансировка входящего трафика распределяется последовательно (round-robin) между интерфейсами.

Примеры настройки агрегирования

В примерах предполагается, что:

• Управление агрегированными сетевыми интерфейсами осуществляется с помощью службы networking. Если на компьютере установлена служба NetworkManager, то проверить список подключений и удалить и очистить подключения, использующие агрегируемые сетевые интерфейсы, например;

  Command
  sudo nmcli con show sudo nmcli con del "Проводное соединение 1" sudo nmcli con del "Проводное соединение 2" sudo ip address flush dev eth1 sudo ip address flush dev eth2

  Подробнее про варианты управления сетевыми интерфейсами см. Настройка сетевых подключений в

  ОС

  Astra Linux;

• На каждом компьютере имеется для агрегирования используются две сетевые карты с именами eth0 eth1 и eth1eth2;
• Агрегирующий интерфейс создается с именем bind0bond0.

Общие настройки для всех примеров для всех компьютеров

1. Установить пакеты ifenslave и iperf командой:

   Command
   sudo apt install ifenslave iperf

   Пакет ifenslave нужен необходим для настройки агрегации и обеспечения работы агрегирующих интерфейсов, пакет iperf необязателен, но далее в примерах используется для тестирования.

2. Внести в конфигурационный файл /etc/network/interfaces следующие параметры:

   Блок кода
   auto eth0eth1 eth1eth2 bond0 iface eth0eth1 inet manual iface eth1eth2 inet manual

   Параметр auto включает автоматический запуск интерфейсов при загрузке компьютере (при перезапуске службы networking), параметр manual указывает, что настройка интерфейса не должна осуществляться через службу DHCP. Параметры настройки интерфейсов будут заданы далее в примерах. Далее нужно указать в файле /etc/network/interfaces параметры агрегирующего интерфейса.

Настройка агрегации в режиме active-backup

Настройка агрегации каналов в режиме active-backup рассмотрена на примере инфраструктуры, где два компьютера соединены друг с другом напрямую каждый компьютер подключен к сети двумя соединениями.

При настройке агрегации одному компьютеру будит присвоен адрес 10.1.1.2, другому - 10.1.1.3.

Для настройки и запуска агрегации в режиме active-backup в Astra Linux:

1. На обоих компьютерах внести в конфигурационный файл /etc/network/interfaces параметры агрегирующего интерфейса:

   Блок кода
   iface bond0 inet static     address <собственный_IP-адрес>    prenetmask 255.255.255.0 pre-up modprobe     bonding mode=active-backup arp_interval=100 arp_ip_target=<IP-адрес_другого_компьютера> post-down rmmod bonding bond-mode active-backup bond-primary eth1 bond-miimon 100 bond-downdelay 200 bond-updelay 150 bond-slaves eth1 eth2

   
   

   Информация
   Значение параметра bond-downdelay должно быть кратно значению параметра bond-miimon.

   Где вместо параметра <собственный_IP-адрес> указать на одном компьютере IP-адрес 10.1.1.2, на другому другом - 10.1.1.3, а вместо параметра <IP-адрес_другого_компьютера> - наоборот,  на одном компьютере 10.1.1.3, на другом - 10.1.1.2.;

2. Активировать агрегирующий интерфейс командой:

   Command
   sudo ifup bond0

   
   

1. На одном компьютере выполнить команду iperf:

   Command
   sudo iperf -s -i 1

   где:
   -s - запуск в режиме сервера;
   -i - интервал между отчетами (в секундах);

2. На другом компьютере выполнить команду iperf:

   Command
   sudo iperf -c <IP-адрес_другого_компьютера> -p 5001 -i 1 -n 100M -t 60

   где:
   -c - ip-адрес сервера;
   -p - порт на котором работает сервер;
   -i - интервал между отчетами (в секундах);
   -n - количество байт для передачи;
   -t - продолжительность выполнения теста;

3. Во время выполнения теста iperf  (тест длится 60 секунд, время можно увеличить):
   1. Отключить сетевой кабель из физического интерфейса которому соответствует имя eth3  eth1  (т.к. данный интерфейс является первичным согласно настройкам) и проверить отчеты теста, где можно увидеть наличие провалов провала скорости, - это свидетельствует о том, что произошло переключении с одного физического интерфейса (eth3eth1) на второй физический интерфейс (eth4eth2);
   2. Подключить сетевой кабель обратно в физический интерфейс с именем eth3eth1, после чего в журнале теста можно опять наблюдать наличие провала скорости, свидетельствующего о том, что произошло обратное переключение на активный интерфейс eth3 eth1 (согласно сетевым настройкам).

Настройка агрегации по стандарту IEEE 802.3ad (LACP)

Для настройки и запуска агрегации каналов по стандарту IEEE 802.3ad в Astra Linux:Загрузить модуль для ядра командой:sudo modprobe bondingОстановить службу работы сети командой:sudo systemctl stop networking

1. Внести в конфигурационный файл /etc/network/interfaces

1. параметры агрегирующего интерфейса:

1. Блок кода
   iface

1. bond0 inet static address 192.168.0.1

1. netmask 255.255.255.0

1. bond-mode

1. 802.3ad bond-miimon 100

1. bond-downdelay 200

1. bond-updelay 200

1. bond-xmit-hash-policy 1

1. bond-slaves eth1 eth2

   
   

   Информация
   Значение параметра bond-downdelay должно быть кратно значению параметра bond-miimon.

   
   

2. Активировать агрегирующий интерфейс командой:

   Command
   sudo ifup bond0

Запустить службу работы сети командой:

1. 
   

2. Для проверки статуса работы сетевого интерфейса выполнить команду:
   

   Command
   cat /proc/net/bonding/bond0

   где bond0 - имя интерфейса агрегированных каналов. Пример вывода команды:

   Блок кода
   Bonding Mode: IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation

1. Transmit Hash Policy: layer2 (0)

1. MII Status: up

1. MII Polling Interval (ms): 100

1. Up Delay (ms): 0

1. Down Delay (ms): 200

1. 802.3ad info

1. LACP rate: slow

1. Active Aggregator Info:

1. Aggregator ID: 2

1. Number of ports: 2

1. Actor Key: 17

1. Partner Key: 13

1. Partner Mac Address: 00:14:a8:82:87:80

1. Slave Interface: eth0

1. MII Status: up

1. Link Failure Count: 1

1. Permanent HW addr: 00:30:48:59:e9:c6

1. Aggregator ID: 2

1. Slave Interface: eth1

1. MII Status: up

1. Link Failure Count: 0

1. Permanent HW addr: 00:30:48:59:e9:c7

1. Aggregator ID: 2

   Проверка считается успешной, если в выводе команды cat /proc/net/bonding/bond0 отображается строчка «Bonding Mode: IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation» и все

1. агрегированные сетевые интерфейсы, например, «Slave Interface: eth0», находятся в статусе «MII Status: up».

Настройка режима адаптивной балансировки нагрузки balance-alb

Настройка агрегации каналов в режиме balance-alb рассмотрена на примере инфраструктуры, где каждый из двух компьютеров подключен двумя соединениями к неуправляемому коммутатору (рисунок 2).Рисунок 2 - Агрегация в режиме balance-albк сети передачи данных двумя соединениями.

Для настройки и запуска агрегации в режиме balance-alb в Astra Linux:Останавить службу работы сети командой:
sudo systemctl stop networking
Настроить

1. Внести в конфигурационный файл /etc/network/interfaces

1. параметры агрегирующего интерфейса:

   Блок кода
   iface bond0 inet static address <собственный_IP-адрес> netmask 255.255.255.0 pre-up modprobe bonding

Настройки /etc/network/interfaces на ПК1:

auto eth3

iface eth3 inet manual

auto eth4

iface eth4 inet manual

auto bond0

iface bond0 inet static

1. mode=balance-alb

1. post-down rmmod

address 10.1.1.1

netmask 255.255.255.0

1. bonding bond-mode 6

1. bond-miimon 100

1. bond-downdelay 150

1. bond-updelay 150

1. bond-slaves

Пример

Настройки /etc/network/interfaces на ПК2:

auto eth3

iface eth3 inet manual

auto eth4

iface eth4 inet manual

auto bond0

iface bond0 inet static

pre-up modprobe bonding mode=balance-alb

post-down rmmod bonding

1. eth1 eth2

   Где вместо параметра <собственный_IP-адрес> указать на одном компьютере IP-адрес

1. 10.1.1.2

netmask 255.255.255.0

bond-mode 6

bond-miimon 100

bond-downdelay 150

bond-updelay 150

bond-slaves eth3 eth4

1. , на другом - 10.1.1.3;

2. Активировать агрегирующий интерфейс командой:

   Command
   sudo ifup bond0

5) Запустить службу работы сети командой:

1. 
   

2. Для проверки работоспособности агрегирования интерфейсов в режиме balance-alb

sudo iperf -s -i 1

где

-s - запуск в режиме сервера;

-i - интервал между отчетами (в секундах).

Для проверки работоспособности агрегирования интерфейсов в режиме balance-alb на ПК1 запустить команду iperf в качестве клиента с параметрами:

sudo iperf -c 10.1.1.2 -p 5001 -i 1 -n 100M -t 60

где

-c - ip-адрес сервера;

-p - порт на котором работает сервер;

-i - интервал между отчетами (в секундах);

-n - количество байт для передачи;

-t - время выполнения теста.

Все сетевые интерфейсы — 1 Гбит/с.

Во время выполнения теста iperf (тест длится 60 секунд, время можно увеличить) необходимо поочерёдно вытаскивать сетевой кабель из физического интерфейса на обоих ПК, выждать 5 секунд (время можно увеличить) и воткнуть сетевой кабель обратно.

После запуска выполнения теста в соседнем терминале выполнить команду:

ip -a

и посмотреть МАС-адреса на физических интерфейсах.

Вытащить один из сетевых кабелей и одном ПК, выполнить команду:

ip -a

в соседнем терминале, сравнить МАК-адреса интерфейсов с предыдущим выводом команды ip -a.

Повторить тест на обоих ПК поочерёдно.

1. :

   1. Проверить список сетевых устройств:

      Command
      Title ip link show
      ... 3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master bond0 state UP mode DEFAULT group default qlen 1000     link/ether 52:54:00:31:72:c7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 4: eth2: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master bond0 state UP mode DEFAULT group default qlen 1000     link/ether 52:54:00:61:6b:17 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 5: bond0: <BROADCAST,MULTICAST,MASTER,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default qlen 1000     link/ether 52:54:00:31:72:c7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

      В выводе команды видно, что активны (UP) устройства eth1 и eth2, и одному из устройств (устройству eth1) назначен MAC-адрес устройства bond0 (для наглядности важные параметры отмечены шрифтом bold);

   2. Отключить сетевой кабель из активного сетевого интерфейса;

   3. Повторно проверить список сетевых устройств:

      Command
      Title ip link show
      ... 3: eth1: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master bond0 state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000     link/ether 52:54:00:61:6b:17 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 4: eth2: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master bond0 state UP mode DEFAULT group default qlen 1000     link/ether 52:54:00:31:72:c7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 5: bond0: <BROADCAST,MULTICAST,MASTER,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default qlen 1000     link/ether 52:54:00:31:72:c7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

      В выводе команды видно, что устройство eth1 неактивно, а MAC-адрес устройства bond0 теперь назначен устройству eth2.

      Информация
      При возврате подключения первого устройства обратное переключение устройств не выполняется до момента отказа второго устройства.