sk1:bridge_bonding

Spis treści

TUN / TAP
Mostki
Agregacja łączy
- Linux bonding driver
- LACP / 802.3ad / EtherChannel

TUN / TAP

TUN i TAP to rozwiązania w Linuksie które pozwalają zastąpić protokoły warstwy łącza danych i fizycznej programem
https://en.wikipedia.org/wiki/TUN/TAP

Porównaj:
Interface sieciowy mający z jednego końca system operacyjny, z drugiego – kabel / fale radiowe.
TUN lub TAP Interface sieciowy mający z jednego końca system operacyjny, z drugiego – program.

TAP działa na warstwie łącza danych (program dostaje i generuje ramki ethernetowe)
TUN działa bezpośrednio na warstwie sieci (program dostaje i generuje pakiety IP)

Zastosowania:

tunele
maszyny wirtualne (np. qemu)

Komendy:

ip tuntap add dev <ifname> [mode {tun|tap}] [user <username>]
tunctl [-n|-t] [-u <user>] [-t <ifname>]

Interfejs programistyczny:

https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/tuntap.txt

Mostki

System Linux może emulować zwykły przełącznik sieciowy (switch).

W tym celu należy stworzyć wirtualne urządzenie - mostek (bridge). (Mostek to switch na 2 porty.) Wirtualne mostki pozwalają na podpięcie dowolnej liczby urządzeń.

W efekcie kilka kart w systemie Linux zostanie zastąpione jedną - tzn, karty podpięte do wirtualnego mostka nie mogą mieć adresu IP.

Mostek działa na warstwie 2, więc nie potrzebuje adresu IP. Dodanie adresu IP do mostka jest równoznaczne z podłączeniem komputera do przełącznika.

	iproute2	bridge-utils
stworzenie mostka	`ip link add <nazwa> type bridge` `ip link add br0 type bridge`	`brctl addbr <nazwa>` `brctl addbr br0`
usunięcie mostka	`ip link del dev br0`	`brctl delbr br0`
włączenie mostka	`ip link set dev br0 up`	`ifconfig br0 up`
dodanie adresu do mostka	`ip addr add <adres>/<maska> br0`	`ifconfig br0 <adres> [netmask <maska>]`
dodanie urządzenia do mostka	`ip link set dev <urzadzenie> master <mostek>` `ip link set dev eth0 master br0`	`brctl addif <mostek> <urzadzenie>` `brctl addif br0 eth0`
usunięcie urządzenia z mostka	`ip link set dev <urzadzenie> nomaster` `ip link set dev eth0 nomaster`	`brctl delif <mostek> <urzadzenie>` `brctl delif br0 eth0`

Agregacja łączy

Jeśli mamy więcej kart w 1 komputerze i więcej kabli w ścianach, to może by je użyć do:

zwiększenia wydajności, lub
uodpornienia na awarie

Podstawowy cel - użyć (połączyć, zagregować, ang. aggregate) wielu połączeń (łącz, ang. link) tak, by reszta konfiguracji pozostała bez zmian – w szczególności nie dodaje się kolejnych adresów IP.

Dużo pomysłów jak to zrobić, część własnościowych:
http://en.wikipedia.org/wiki/Link_aggregation#Proprietary_link_aggregation

Czym jest a czym nie jest agregacja łączy:

agregacja łączy nie stwarza jednego łącza o większej przepustowości (tylko pozwala użyć wielu łączy naraz)
w wielu rozwiązaniach ruch przychodzący wchodzi tylko jednym łączem
sprawdza się przy połączeniach z wieloma komputerami

Linux bonding driver

Kilka trybów pracy (http://en.wikipedia.org/wiki/Link_aggregation), przykładowo:

balance-rr,
active-backup
balance-alb

Jak zbalansować ruch wychodzący? Łatwo. Wiadomości z różnych połączeń mogą iść innym łączem.
Jak zbalansować ruch przychodzący? Trudno. Dlaczego? Patrz: protokół ARP.

Adaptive load balancing - oszukuje urządzenia w sieci podając każdemu inny (jeden z kilku) MAC jako swój.

Kroku do ustawienia agregacji pod Linuksem:

stwórz urządzenie typu bond
dodaj do niego łącza
skonfiguruj urządzenie typu bond (włącz, nadaj adres etc.)

Tworzenie wirtualnego interface'u:

Używając ip link
- wyświetlenie pomocy: ip link add dev <nazwa> type bond help
- dodanie (gorszy przykład): ip link add dev bond0 type bond
- dodanie (lepszy przykład):
  ip link add dev bond0 type bond mode balance-alb xmit_hash_policy layer3+4 miimon 100
- usunięcie (przykład): ip link del bond0
- wyświetlanie szczegółów w ip link: ip -d link / ip --details link
Używając tradycyjnych mechanizmów:
- załadowanie modułu jądra systemu operacyjnego, w momencie załadowania dodawane jest urządzenie:
  modprobe bonding mode=balance-alb xmit_hash_policy=layer3+4 miimon=100
- usunięcie modułu: modprobe -r bonding
- automatyzacja (1) dodanie aliasu modułu (2) ustawienie opcji dla aliasu (3) [opcjonalnie] ładowanie przy starcie modułu przez nazwę aliasu https://wiki.archlinux.org/index.php/kernel_modules

Wyświetlanie ustawień i stanu:

cat /proc/net/bonding/bond0
katalog /sys/class/net/bond0/bonding

Dodawanie/usuwanie łącz:

używając ip link
- dodanie: ip l set dev eth0 master bond0
- usunięcie: ip l set dev eth0 nomaster
używając ifenslave
- dodanie: ifenslave bond0 eth0 eth1
- usuniięcie: ifenslave -d bond0 eth0 eth1

https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/bonding.txt

LACP / 802.3ad / EtherChannel

EtherChannel - pierwszy pomysł agregacji portów, przejęty i rozwijany przez CISCO

802.3ad - przestarzały standard powstały w dużej mierze na EtherChannel, zastąpiony przez IEEE 802.1AX-2008

LACP - protokół realizujący EtherChannel/802.3ad - automatycznie "dogadujący" agregację

Do zadziałania obie strony muszą być skonfigurowane

Ze strony Linuksa - tryb 802.3ad, np:

ip link add dev bond0 type bond mode 802.3ad
ip link add dev bond0 type bond mode 802.3ad xmit_hash_policy layer2+3 miimon 100 ad_select bandwidth lacp_rate fast
modprobe bonding mode=802.3ad

Ze strony switcha CISCO, przykładowa konfiguracja:

Switch> enable
Switch# conf t
Switch(config)# interface Port-channel 1                       pozwala ustawiać parametry całego kanału   
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface range GigabitEthernet 0/1-2          zmienia ustawienia wszystkich interfejsów z zakresu           
Switch(config-if-range)# channel-group 1 mode active           dodaje łącze do grupy; mode active wymusi wysyłanie wiadomości protokołu LACP   
Switch(config-if-range)# exit
Switch(config-if-range)# interface range GigabitEthernet 0/3-4      
Switch(config-if-range)# channel-group 2 mode active
Switch(config-if-range)# exit
Switch(config)# interface range GigabitEthernet 0/1-4
Switch(config-if-range)# no channel-group                      usunie interfejsy z kanału

Uwaga! Tutaj nie uda się uzyskać lepszej prędkości między dwoma stacjami, potrzeba trzech do testów.
netperf -H 10.0.0.2 & netperf -H 10.0.0.3