英創(chuàng)信息技術(shù)工控主板雙網(wǎng)絡冗余方案
網(wǎng)絡冗余是工業(yè)網(wǎng)絡的一項保障策略，目的是減輕意外中斷的風險，當網(wǎng)絡中一條通路（物理鏈路）發(fā)生故障斷掉了，還可以通過其他通路（物理鏈路）傳遞信息。實現(xiàn)網(wǎng)絡冗余可以使用Bonding技術(shù)，也叫Truncking和Etherchannel技術(shù)，把多個網(wǎng)絡接口綁定在一起，形成一個邏輯上網(wǎng)絡接口，在用戶看來就是一個單獨的網(wǎng)絡接口。Bonding驅(qū)動有7種不同工作模式，根據(jù)不同的工作模式，可以提供不同的網(wǎng)絡負載均衡服務和網(wǎng)絡冗余服務。其7種工作模式如下，常用模式為0,1,6，其中1模式是這里用到的主備模式。
表1 Bonding的7種工作模式：
| 模式代號 | 模式名稱 | 模式方式 | 說明 |
| 0 | balance-rr |
Round-robin policy （循環(huán)策略） |
按照設備順序依次傳輸數(shù)據(jù)包，第1個包走eth0，下一個包就走eth1….一直循環(huán)下去，直到最后一個傳輸完畢。這種模式提供負載均衡和容錯能力 |
| 1 | active-backup |
Active-backup policy （主備策略） |
只有一個設備處于活動狀態(tài)。一個宕掉另一個馬上由備份轉(zhuǎn)換為主設備。mac地址是外部可見的。此模式提供了容錯能力 |
| 2 | balance-xor |
XOR policy （異或策略） |
根據(jù)MAC地址異或運算的結(jié)果來選擇傳輸設備，提供負載均衡和容錯能力 |
| 3 | broadcast |
Broadcast policy （廣播策略） |
將所有數(shù)據(jù)包傳輸給所有接口，通過全部設備來傳輸所有數(shù)據(jù)，提供容錯能力 |
| 4 | 802.3ad |
IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation （動態(tài)鏈路聚合） |
創(chuàng)建共享相同速率和雙工設置的聚合組，利用所有接口傳輸。需要交換機支持802.3ad模式 |
| 5 | balance-tlb |
Adaptive transmit load balancing （自適應傳輸負載均衡） |
可以根據(jù)當前的負載把發(fā)出的數(shù)據(jù)分給每一個設備，由當前使用的設備處理收到的數(shù)據(jù)。本策略的通道聯(lián)合不需要專用的交換機支持，提供負載均衡和容錯能力 |
| 6 | balance-alb |
Adaptive load balancing （自適應負載均衡） |
在5的基礎上增加接收負載均衡，由ARP協(xié)商實現(xiàn)。bonding驅(qū)動截獲本地發(fā)送的ARP應答，用其中一個從設備的MAC替換ARP應答中的源地址，讓不同的端具有不通的MAC地址 |
英創(chuàng)Linux工控主板支持Bonding技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)雙網(wǎng)絡冗余方案。我們將bonding驅(qū)動編譯成了.ko文件，以EM9287 + Linux-4.1.14為例，講述雙網(wǎng)絡冗余方案的配置過程：
1）加載bonding.ko驅(qū)動，執(zhí)行命令：insmod bonding.ko mode=1 miimon=100。
mode為表1所述的工作模式，miimon指定MII鏈路監(jiān)控頻率，單位是毫秒(ms)，這將決定驅(qū)動檢查每個slave鏈路狀態(tài)頻率。miimon=0表示禁止MII鏈路監(jiān)控，100可以作為一個很好的初始參考值。bonding.ko還有很多參數(shù)，如downdelay、arp_interval，用戶都可以通過這種形式傳遞給驅(qū)動程序，更詳細的參數(shù)、工作模式、配置方式介紹詳見linux源碼文檔Documentation/networking/bonding.txt。
2）加載bonding驅(qū)動后，默認創(chuàng)建一個虛擬網(wǎng)卡bond0，需要對bond0進行配置：
設置ip地址：ifconfig bond0 192.168.201.31 netmask 255.255.255.0 up
添加從設備eth0、eth1：ifenslave bond0 eth0 eth1
此時，bond0已經(jīng)正常工作了，可以通過命令：cat /proc/net/bonding/bond0查看其工作狀態(tài)，如圖1所示。此時，bond0工作在模式1，主備策略，激活設備為eth0。此時拔掉eth0的網(wǎng)線，eth1將成為激活設備，繼續(xù)保持通信。
圖1 bond0工作狀態(tài)
3）關(guān)閉bond0
執(zhí)行命令ifconfig bond0 down即可關(guān)閉bond0，通信中斷。此時，eth0和eth1依然處在SLAVE狀態(tài)，并不能作為正常網(wǎng)絡接口通信。
4）釋放bond0中的eth0和eth1
釋放bond0中eth0和eth1后，關(guān)閉bond0時需要釋放bond0原來所占用的IP。
ifenslave -d bond0 eth0 eth1 #從bond0中刪除eth0，eth1
ifconfig bond0 0.0.0.0 down #關(guān)閉bond0，釋放ip地址
如需eth0、eth1重新作為單獨網(wǎng)卡工作，使用ifconfig eth0 ipaddress重新設定ip地址。
用戶可以將2）、4）操作寫成兩個腳本文件：bonding-up.sh、bonding-release.sh。將它們放在和bonding.ko相同目錄下，使用bonding時執(zhí)行./bonding-up.sh；關(guān)閉bonding時執(zhí)行命令ifconfig bond0 down；釋放從設備時，調(diào)用./bonding-release.sh即可。
bonding-up.sh內(nèi)容如下：
ifconfig bond0 192.168.201.31 up
ifenslave bond0 eth0 eth1
bonding-release.sh內(nèi)容如下：
ifenslave -d bond0 eth0 eth1#bond0 should be up state
ifconfig bond0 0.0.0.0 down
另外，如果用戶需要開機直接運行bonding驅(qū)動，可以在/mnt/nandflash/user.sh中以絕對路徑調(diào)用bonding-up.sh文件。
user.sh示例：
insmod /mnt/nandflash/bonding.ko mode=1 miimon=100
/mnt/nandflash/bonding-up.sh
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