Was ist Network Bonding? Arten von Network Bonding

Was ist Network Bonding?

Netzwerk-Bonding, auch bekannt als NIC-Teaming oder Ethernet-Bonding, ist der Prozess der Kombination mehrerer Netzwerkschnittstellen (NICs) zu einer einzigen logischen Schnittstelle. Diese logische Schnittstelle bietet eine größere Bandbreite, Redundanz und hohe Verfügbarkeit. Network Bonding wird in der Regel eingesetzt, um den Netzwerkdurchsatz zu erhöhen, einen Lastausgleich zu schaffen und den Failover-Schutz in Serverumgebungen zu gewährleisten.

Durch das Bonding von Netzwerkschnittstellen können Daten über mehrere Netzwerkverbindungen übertragen werden, was die Leistung und Ausfallsicherheit einer Netzwerkverbindung erheblich verbessern kann. Fällt eine Verbindung aus, kann die gebündelte Schnittstelle ohne Unterbrechung weiterarbeiten, indem der Datenverkehr über die verbleibenden Verbindungen geleitet wird.

Vorteile von Network Bonding

• Erhöhte Bandbreite: Durch die Kombination mehrerer Netzwerkschnittstellen wird die für die Datenübertragung verfügbare Gesamtbandbreite erhöht und die Netzwerkleistung verbessert.
• Hohe Verfügbarkeit: Bietet Redundanz und stellt sicher, dass bei Ausfall eines Links die verbleibenden Links die Verbindung aufrechterhalten können.
• Lastausgleich: Verteilt den Netzwerkverkehr über mehrere Schnittstellen, um die Ressourcennutzung zu optimieren und Engpässe im Netzwerk zu vermeiden.
• Fehlertoleranz: Stellt sicher, dass die Netzwerkkonnektivität auch dann erhalten bleibt, wenn eines der Netzwerkkabel oder eine Netzwerkkarte ausfällt.

Arten von Network Bonding

Es gibt verschiedene Arten von Netzwerk-Bonding-Modi, die jeweils spezifische Verhaltensweisen und Anwendungsfälle aufweisen. Hier sind die gängigsten Arten:

1. Modus 0 (Round-Robin)

• Beschreibung: Im Round-Robin-Modus werden die Pakete nacheinander über alle verbundenen Netzwerkschnittstellen gesendet. So wird beispielsweise das erste Paket über die erste Schnittstelle gesendet, das zweite Paket über die zweite Schnittstelle und so weiter.
• Anwendungsfall: Dieser Modus bietet einen höheren Durchsatz, da der Datenverkehr gleichmäßig über alle Verbindungen verteilt wird.
• Vorteile:
  • Maximaler Durchsatz und Lastverteilung.
  • Alle Schnittstellen werden genutzt.
• Nachteile:
  • Er bietet keine effektive Fehlertoleranz, da es zu einer Neuordnung der Pakete kommen kann.
  • Beide Seiten (Server und Switch) müssen diesen Modus unterstützen.

2. Modus 1 (Aktiv-Sicherung)

• Beschreibung: Im Aktiv-Backup-Modus ist jeweils nur eine Schnittstelle aktiv, während die anderen in einem Backup-Zustand bleiben. Wenn die aktive Verbindung ausfällt, übernimmt eine der Backup-Schnittstellen.
• Anwendungsfall: Wird häufig für Hochverfügbarkeitsszenarien verwendet, bei denen die Zuverlässigkeit wichtiger ist als die Bandbreite.
• Vorteile:
  • Bietet Fehlertoleranz und Redundanz.
  • Erfordert keine spezielle Switch-Unterstützung.
• Nachteile:
  • Erhöht nicht die Bandbreite, da jeweils nur eine Schnittstelle aktiv ist.

3. Modus 2 (Balance XOR)

• Beschreibung: Im Modus Balance XOR wird die Last mithilfe eines Hash-Algorithmus ausgeglichen, der die MAC-Adressen von Quelle und Ziel berücksichtigt. Der Verkehr wird auf der Grundlage des Hash-Ergebnisses auf die Schnittstellen verteilt.
• Anwendungsfall: Nützlich, wenn Sie einen Lastausgleich wünschen, ohne dass eine spezielle Switch-Unterstützung erforderlich ist.
• Vorteile:
  • Ermöglicht Lastausgleich und ein gewisses Maß an Redundanz.
  • Funktioniert mit den meisten Standard-Switches.
• Nachteile:
  • Der Lastausgleich basiert auf MAC-Adressen, wodurch der Datenverkehr in einigen Szenarien möglicherweise nicht gleichmäßig verteilt wird.

4. Modus 3 (Broadcast)

• Beschreibung: Im Broadcast-Modus wird der gesamte Datenverkehr gleichzeitig an alle Netzwerkschnittstellen gesendet.
• Anwendungsfall: Ideal für Clustering oder Redundanz, bei denen jeder Knoten jedes Paket empfangen muss, wie z. B. bei bestimmten Hochverfügbarkeitsanwendungen.
• Vorteile:
  • Bietet ein hohes Maß an Redundanz.
• Nachteile:
  • Ineffizient in Bezug auf die Bandbreite, da der Verkehr auf allen Verbindungen dupliziert wird.
  • Kann zu einer übermäßigen Netzwerkbelastung führen.

5. Modus 4 (802.3ad / LACP – Link Aggregation Control Protocol)

• Beschreibung: Modus 4 verwendet das LACP-Protokoll, um mehrere Netzwerkschnittstellen dynamisch zu einer einzigen logischen Verbindung zusammenzufassen, was einen Lastausgleich und eine höhere Bandbreite ermöglicht.
• Anwendungsfall: Am besten geeignet für Umgebungen, die einen hohen Durchsatz und Redundanz erfordern, wie z. B. Rechenzentren.
• Vorteile:
  • Ermöglicht dynamischen Lastausgleich und Fehlertoleranz.
  • Bietet hohe Leistung mit kompatiblen Switches.
• Nachteile:
  • Erfordert Switch-Unterstützung für LACP.
  • Die Konfiguration ist komplexer als bei anderen Modi.

6. Modus 5 (Balance-TLB – Adaptiver Übertragungslastausgleich)

• Beschreibung: Modus 5 passt die abgehende Verkehrslast auf der Grundlage der aktuellen Verkehrslast der einzelnen Schnittstellen an. Der Empfangsverkehr wird von einer einzigen aktiven Schnittstelle abgewickelt.
• Anwendungsfall: Geeignet für den Lastausgleich, ohne dass eine spezielle Switch-Unterstützung erforderlich ist.
• Vorteile:
  • Ermöglicht den Lastausgleich, ohne dass eine Switch-Konfiguration erforderlich ist.
  • Passt die Verkehrsverteilung dynamisch an die Netzwerklast an.
• Nachteile:
  • Gleicht nur den ausgehenden Verkehr aus, nicht den eingehenden.
  • Bietet nicht so viel Redundanz wie LACP.

7. Modus 6 (Balance-ALB – Adaptiver Lastausgleich)

• Beschreibung: Balance-ALB bietet einen adaptiven Lastausgleich für eingehenden und ausgehenden Verkehr, ohne dass eine spezielle Switch-Unterstützung erforderlich ist.
• Anwendungsfall: Nützlich für den Lastausgleich in Konfigurationen, in denen der Switch kein LACP unterstützt.
• Vorteile:
  • Bietet einen besseren Lastausgleich für eingehenden und ausgehenden Datenverkehr.
  • Erfordert keine Switch-Konfiguration.
• Nachteile:
  • Die Konfiguration ist komplexer.
  • Die Leistungssteigerung kann je nach Netzwerkkonfiguration variieren.

Fazit

Network Bonding ist ein leistungsfähiges Mittel zur Verbesserung der Netzwerkleistung, zur Gewährleistung hoher Verfügbarkeit und zur Bereitstellung von Redundanz. Die Wahl des richtigen Modus hängt von Ihren spezifischen Anforderungen ab, z. B. davon, ob Sie Wert auf Bandbreite, Fehlertoleranz oder Kompatibilität mit Ihrer bestehenden Netzwerkinfrastruktur legen. Modi wie Active-Backup eignen sich perfekt für einfache Redundanz, während LACP (Modus 4) ideal für Setups ist, die einen hohen Durchsatz erfordern. Wenn Sie diese Optionen kennen, können Sie Ihr Netzwerk-Setup für bessere Leistung und Zuverlässigkeit optimieren.