创新研发负载分担机制，天翼云 IPv6 网络带宽再升级！

网络作为社会信息化的基础，已成为人们日常生活不可或缺的一部分。网络通过模拟信号将信息转为电流进行传播，在这个过程中，网卡便充当了解码器的作用，能够将电信号转换为计算机能够识别的数字信号。

网卡，即网络接口卡，也称为网络适配器，是连接计算机与网络的硬件设备，也是局域网最基本的组成部分之一。网卡作为通信的桥梁，主要有以下两个功能：

▍读入网络设备传输过来的数据包，经过拆包，将其变成计算机可识别的数据，并将数据传输到所需设备中；

▍将计算机发送的数据，打包后输送到其他网络设备中。

一个网卡有一个或多个网口，每个网口的带宽是固定的。在实际组网中，部署人员会充分考虑链路备份、负载分担等功能，以便某一个网口出现问题时，链路可以正常工作。在实际操作中，为了圆满解决上述问题，业内会使用到 bond 接口，也就是聚合接口。那么什么是 bond 口呢？

bond 口就是把多个物理网络接口绑定到一起，使它们像一个网络接口，形成一个逻辑接口。而 bond 接口的逻辑层分为 master 接口和 slave 接口，其中 master 接口即 bond 口，slave 口即加入 bond 的物理网络接口。正因如此，bond 接口拥有“提升接口带宽、实现链路备份、实现负载分担”等优势。

由于历史原因，资源池中还存在大量 bond6 机器，天翼云基础架构事业部内核团队对此进行了大量优化工作。

什么是 bond mode6？

bond mode6 指 balance-alb (适应性负载均衡)，其特点是成员口对外呈现的是独立接口，在交换机侧不需要进行特殊处理。

如下图所示，在 Host1 上有一个 bond 接口，其中 slave1、slave2 为其成员口，其 mac 地址分别为 A 和 B，左侧为其他两台机器，Host2、Host3，中间的虚线表示中间链路。对于 bond6 来说，在 Host2 上保存的针对于 bond1ip 地址的 mac 地址为 A，在 Host3 上保存的针对于 bond1 ip 地址的 mac 地址为 B。

bond6 负载分担机制

bond6 的主要功能点可以分为发送和接收两个部分，tlb 是发送方向负载分担，rlb 是接收方向负载分担。

tlb 机制的实现是基于发送方向的负载分担，也就是针对不同的报文，如何选择发送接口的问题。对于一条数据流的初始选择是由成员口的负载决定的，一般选择负载较小的成员口作为发送口，并与目的 ip 的 hash 值绑定。在正常使用时，直接根据 ip 地址的 hash 值进行取值，获取成员口。同时，该绑定关系在一定周期内会进行刷新，默认 10s 进行对应关系的清除，并重新进行选择绑定。tlb 不区分 IPv4 和 IPv6，都是基于以上方式实现。

对于 rlb，也就是接受方向的负载分担，是根据报文发送的原理，基于邻居表项的实现机制，利用 arp 来实现。也就是说，在进行 arp 交互时，当 arp reply 报文走到 slave 接口时，会将当前 slave 接口的 mac 地址填充到 arp 报文中，作为源 mac 发送到对端，以此达到控制对端邻居表项的目的。

当前机制存在的问题及天翼云的改进

当前的 rlb 只针对 IPv4 有效，但随着 IPv6 的应用，rlb 同样也需要支持 IPv6。当前的效果如下图所示，在 Host2 和 Host3 上面，针对 bond1 的 IPv6 地址，保存的 mac 地址都为 slave1 的 mac A，所以针对 IPv6 接收方向的带宽只是其中一个成员口的带宽，浪费了带宽资源。

为实现 IPv6rlb，天翼云对当前机制进行了创新，在 ns、na 报文进行交互时，会根据成员口接口带宽进行接收接口的选择，对于同样带宽的成员口会进行轮询。接口选择完成后，与目的 ip 的 hash 值进行绑定，并将目的 mac、目的 ip、成员口信息保存到 client_info 中，同时也将成员口的 mac 地址填充到 lladdr。与 IPv4 相似，IPv6rlb 也需要有刷新机制，使用 na 报文时，根据相应的 client_info 信息，在对应成员口上面发送 na 报文，从而使对端 client 更新邻居信息。IPv6 的刷新时机如下所示：接收到 na 报文时、成员口状态变化时、成员口加入、退出，以及 mac 地址变化时都需要进行刷新。

IPv6rlb 最终实现的结果与当前 IPv4 的结果类似，在不同的 client 上面，针对于 bond1 的 IPv6 地址，保存不同的 mac 地址，这样在不同的 client 发送流量到 bond1 时，会走不同的成员口。该功能实现后，针对 IPv6 流量，可以增加接收方向的带宽。

天翼云对于 IPv6 增加接收方向的接口带宽，比如对于两个 10G 成员口的 bond 接口，进行优化后效果显著。对于 IPv6 报文，接收方向的带宽为 10G，优化后则能够达到 20G。而在此机制创新之前，如果想要达到 IPv6 接收方向 20G 的带宽，需要使用两个 20G 的网口作为 bond 的 slave 接口，无疑增加了成本。得益于天翼云的机制创新，企业能够实现对网卡、网络以及算力资源的高效利用，在进一步优化网络性能的同时，节省带宽资源，实现降本增效，制胜 IPv6 时代。