[linux][network]bond技术分析

前言： 云计算场景下，经常会使用到bond技术的主备模式。这里分析一下bond技术的原理。

原理： 简单回忆一下IPV4协议栈，以用户发送一个HTTP请求为例：

HTTP数据包经过TCP协议栈，然后到达IP栈；IP栈运算完，那么会把数据给netdevice，最终把数据送达网卡。（代码参考linux-4.0.4/net/ipv4/目录和linux-4.0.4/net/core目录） netdevice是Linux维护的一个数据结构，一个netdevice对应着一个网络设备。网卡在初始化的时候，会先申请一个netdevice，再把网卡和netdevice关联到一起，最后向协议栈注册netdevice。（参考代码linux-4.0.4/drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000_main.c）

如图，至于bond，即创建出来新的netdevice。当然，这个netdevice并不真正的关联物理网卡，是一个virtual device。数据包从IP到bond device，bond device再根据算法选择网卡的netdevice。例如，以主备为例，那么在NETCARD0（假设NETCARD0是主，NETCARD1是备）正常工作的情况下，那么bond会选择NETCARD0的netdevice；如果NETCARD0发生了故障，那么bond会选择NETCARD1发送数据包。同理，RoundRobin模式下，bond会轮询/随机选择一个NETCARD发送数据。 分析： 代码：linux-4.0.4/drivers/net/bonding目录下。 1，bonding_masters 在bond_sysfs.c中：

创建/sys/class/net/bonding_masters，例如用户通过echo “+bond666” > /sys/class/net/bonding_masters创建新的bond device---bond666（by bond_create）；或echo “-bond666” > /sys/class/net/bonding_masters来删除bond device（by unregister_netdevice）。 2，bond slave 例如创建了bond666后，那么kernel会生成目录/sys/class/net/bond666/bonding，其中slave变量，用来控制bond device的slave（slave的handler函数是bond_option_slaves_set）。

例如，希望把eth0加入到bond666中，则可以通过：echo “+eth0” > /sys/class/net/bond666/bonding/slave。逻辑很明显，通过ifname，找到netdevice（by __dev_get_by_name），找到后，把这个netdevice设置为bond的slave（by bond_enslave）；或者通过 echo “-eth0” > /sys/class/net/bond666/bonding/slave，来把eth0从bond666中移除（by bond_release）。 3，bond xmit IP数据包发送到bond device，bond device会根据mode来决定下一步发送目标。 以主备为例：

找到curr_active_slave，发送数据包。 4，curr_active_slave bond初始化的时候，会注册相关的notify（by register_netdevice_notifier），最终会调用到bond_change_active_slave函数，从而修改curr_active_slave。 后记： 其他模式更加复杂些，这里没有做分析。这里只是提供了一个思路，可以简单作为分析其他模式的入口。另外，还有一些细节没有写出来，例如在加入bond的时候，slave需要先shutdown。