级别： 初级

李 大治 (dazhi.li@gmail.com), 软件工程师

2006 年 5 月 23 日

Linux 的 initrd 技术是一个非常普遍使用的机制，linux2.6 内核的 initrd 的文件格式由原来的文件系统镜像文件转变成了 cpio 格式，变化不仅反映在文件格式上， linux 内核对这两种格式的 initrd 的处理有着截然的不同。本文首先介绍了什么是 initrd 技术，然后分别介绍了 Linux2.4 内核和 2.6 内核的 initrd 的处理流程。最后通过对 Linux2.6 内核的 initrd 处理部分代码的分析，使读者可以对 initrd 技术有一个全面的认识。为了更好的阅读本文，要求读者对 Linux 的 VFS 以及 initrd 有一个初步的了解。

initrd 的英文含义是 boot loader initialized RAM disk，就是由 boot loader 初始化的内存盘。在 linux内核启动前， boot loader 会将存储介质中的 initrd 文件加载到内存，内核启动时会在访问真正的根文件系统前先访问该内存中的 initrd 文件系统。在 boot loader 配置了 initrd 的情况下，内核启动被分成了两个阶段，第一阶段先执行 initrd 文件系统中的”某个文件”，完成加载驱动模块等任务，第二阶段才会执行真正的根文件系统中的 /sbin/init 进程。这里提到的”某个文件”，Linux2.6 内核会同以前版本内核的不同，所以这里暂时使用了”某个文件”这个称呼，后面会详细讲到。第一阶段启动的目的是为第二阶段的启动扫清一切障爱，最主要的是加载根文件系统存储介质的驱动模块。我们知道根文件系统可以存储在包括IDE、SCSI、USB在内的多种介质上，如果将这些设备的驱动都编译进内核，可以想象内核会多么庞大、臃肿。

Initrd 的用途主要有以下四种：

1. linux 发行版的必备部件

linux 发行版必须适应各种不同的硬件架构，将所有的驱动编译进内核是不现实的，initrd 技术是解决该问题的关键技术。Linux 发行版在内核中只编译了基本的硬件驱动，在安装过程中通过检测系统硬件，生成包含安装系统硬件驱动的 initrd，无非是一种即可行又灵活的解决方案。

2. livecd 的必备部件

同 linux 发行版相比，livecd 可能会面对更加复杂的硬件环境，所以也必须使用 initrd。

3. 制作 Linux usb 启动盘必须使用 initrd

usb 设备是启动比较慢的设备，从驱动加载到设备真正可用大概需要几秒钟时间。如果将 usb 驱动编译进内核，内核通常不能成功访问 usb 设备中的文件系统。因为在内核访问 usb 设备时， usb 设备通常没有初始化完毕。所以常规的做法是，在 initrd 中加载 usb 驱动，然后休眠几秒中，等待 usb设备初始化完毕后再挂载 usb 设备中的文件系统。

4. 在 linuxrc 脚本中可以很方便地启用个性化 bootsplash。

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试验３　
文件和目录操作
估计时间： 1小时30分钟
目标：　　　　　　　　　　 熟悉函数、语法和一些基本的文件和目录的控制操作。
　　　　　　　　　　　　　 练习有效地组合这些命令完成一般的用户任务
试验的起点： 安装了Red Hat Linux可运行系统 ，有一个无特权用户student，密码：student

第一步：目录和文件组织
场景／情节
在您的home目录下有一系列的文件，您决定到时间整理一下了．您计划生成一些新的子目录，然后根据您的计划拷贝和移动这些文件到适当的目录；另外，这些文件不是都有用的，有一些是要删除掉的。

任务：
１． 以用户名student密码student在tty1上登陆。

２． 在您登陆系统以后，你将进入您的home目录．你可以使用＂打印工作目录＂检查这一情况
$ pwd
/home/student

３．使用如下每条命令检查您是否还有文件在您的home目录下：
$ ls
$ ls -a
$ ls –al
为什么第一和第二条命令返回不同的文件数？
第三条命令返回的在您当前的home目录下最大的文件是多少？
您的home目录下有子目录吗？

４． 您现在使用touch为以后的步骤建立文件。这种扩展在接下来的命令中是如何工作
的在以后的章节中进行讨论。现在，仅仅按照下面的行键入就行了（在集合与集合之间使用包括花括号｛｝和下划线的字符）
$ touch {report,memo,graph}_{sep,oct,nov,dec}_{a,b,c}{1,2,3}

５． 使用命令ls检查最后一条命令的结果，你会发现它在您的home目录下生成了108个
新的空文件（您不必数）。这些文件代表了您将使用的在这个步骤中的代表的数据文件。如果您看不到这些文件，向教师寻找帮助，没有这些文件，该试验后面的步骤就无法进行。 Read the rest of this entry »

Tags: RHCE

RPM 是 Red Hat Package Manager 的缩写，本意是Red Hat 软件包管理，顾名思义是Red Hat 贡献出来的软件包管理；在Fedora 、Redhat、Mandriva、SuSE、YellowDog等主流发行版本，以及在这些版本基础上二次开发出来的发行版采用；

RPM包里面都包含什么？里面包含可执行的二进制程序，这个程序和Windows的软件包中的.exe文件类似是可执行的；RPM包中还包括程序运行时所需要的文件，这也和Windows的软件包类似，Windows的程序的运行，除了.exe文件以外，也有其它的文件；

一个RPM 包中的应用程序，有时除了自身所带的附加文件保证其正常以外，还需要其它特定版本文件，这就是软件包的依赖关系；依赖关系并不是Linux特有的，Windows操作系统中也是同样存在的；比如我们在Windows系统中运行3D游戏，在安装的时候，他可能会提示，要安装Direct 9 ；Linux和Windows原理是差不多的；

软件安装流程图：

本文使用范围：

1、本文是对RPM管理的软件的说明，对通过file.tar.gz 或file.tar.bz2源码包用 make ;make install 安装的软件无效；
2、安装软件时，最好用各自发行版所提供的系统软件包管理工具，对于Fedora/Redhat 您可以参考如下文章；

1）Fedora 系统管理软件包工具 system-config-packages，方便的添加和移除系统安装盘提供的软件包，详情请看 《Fedora 软件包管理器system-config-packages》

2）Redhat 系统管理软件包工具,新一点的系统应该是 redhat-config-packages ，用法和 《Fedora 软件包管理器system-config-packages》 一样；

3）apt + synaptic 软件包在线安装、移除、升级工具； 用法：《用apt+synaptic 在线安装或升级Fedora core 4.0 软件包》
4）yum 软件包在线安装、升级、移除工具；用法：《Fedora/Redhat 在线安装更新软件包，yum 篇》

5）所有的yum和apt 教程 《apt and yum》

目前 apt和yum 已经极为成熟了，建议我们安装软件时，采用 apt或者yum ；如果安装系统盘提供的软件包，可以用 system-config-packages 或redhat-config-packages ；

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Tags: RPM

正则表达式之道

原著：Steve Mansour
sman@scruznet.com
Revised: June 5, 1999
(copied by jm /at/ jmason.org from http://www.scruz.net/%7esman/regexp.htm, after the original disappeared! )

翻译：Neo Lee
neo.lee@gmail.com
2004年10月16日

译者按：原文因为年代久远，文中很多链接早已过期（主要是关于vi、sed等工具的介绍和手册），本译文中已将此类链接删除，如需检查这些链接可以查看上面链接的原文。除此之外基本照原文直译，括号中有“译者按”的部分是译者补充的说明。如有内容方面的问题请直接和Steve Mansor联系，当然，如果你只写中文，也可以和我联系。

目 录

什么是正则表达式
范例
   简单
   中级（神奇的咒语）
   困难（不可思议的象形文字）
不同工具中的正则表达式

什么是正则表达式

一个正则表达式，就是用某种模式去匹配一类字符串的一个公式。很多人因为它们看上去比较古怪而且复杂所以不敢去使用——很不幸，这篇文章也不能够改变这一点，不过，经过一点点练习之后我就开始觉得这些复杂的表达式其实写起来还是相当简单的，而且，一旦你弄懂它们，你就能把数小时辛苦而且易错的文本处理工作压缩在几分钟（甚至几秒钟）内完成。正则表达式被各种文本编辑软件、类库（例如Rogue Wave的tools.h++）、脚本工具（像awk/grep/sed）广泛的支持，而且像Microsoft的Visual C++这种交互式IDE也开始支持它了。

我们将在如下的章节中利用一些例子来解释正则表达式的用法，绝大部分的例子是基于vi中的文本替换命令和grep文件搜索命令来书写的，不过它们都是比较典型的例子，其中的概念可以在sed、awk、perl和其他支持正则表达式的编程语言中使用。你可以看看不同工具中的正则表达式这一节，其中有一些在别的工具中使用正则表达式的例子。还有一个关于vi中文本替换命令（s）的简单说明附在文后供参考。
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Tags: Regular Expression

在上文中，我们谈了数据在硬盘中的存储的一般原理。为了能更深入的了解硬盘，我们还必须对硬盘的数据结构有个简单的了解。硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区。我们来分别介绍一下：

（1）MBR区
MBR（Main Boot Record）,按其字面上的理解即为主引导记录区，位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。不过，在总共512字节的主引导扇区中，MBR只占用了其中的446个字节（偏移0–偏移1BDH），另外的64个字节（偏移1BEH–偏移1FDH）交给了DPT(Disk Partition Table硬盘分区表)（见下表）,最后两个字节”55，AA”（偏移1FEH- 偏移1FFH）是分区的结束标志。这个整体构成了硬盘的主引导扇区。大致的结构如图5：

图5

主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序。其中的硬盘引导程序的主要作用是检查分区表是否正确并且在系统硬件完成自检以后引导具有激活标志的分区上的操作系统，并将控制权交给启动程序。MBR是由分区程序（如Fdisk.com）所产生的，它不依赖任何操作系统，而且硬盘引导程序也是可以改变的，从而实现多系统共存。

下面，我们以一个实例让大家更直观地来了解主引导记录：

例：80 01 01 00 0B FE BF FC 3F 00 00 00 7E 86 BB 00
在这里我们可以看到，最前面的”80″是一个分区的激活标志，表示系统可引导；”01 01 00″表示分区开始的磁头号为01，开始的扇区号为01，开始的柱面号为00；”0B”表示分区的系统类型是FAT32，其他比较常用的有04（FAT16）、07（NTFS）；”FE BF FC”表示分区结束的磁头号为254，分区结束的扇区号为63、分区结束的柱面号为764；”3F 00 00 00″表示首扇区的相对扇区号为63；”7E 86 BB 00″表示总扇区数为12289622。

（2）DBR区
DBR（Dos Boot Record）是操作系统引导记录区的意思。它通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区，它包括一个引导程序和一个被称为BPB（Bios Parameter Block）的本分区参数记录表。引导程序的主要任务是当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区跟目录前两个文件是不是操作系统的引导文件（以DOS为例，即是Io.sys和Msdos.sys）。如果确定存在，就把其读入内存，并把控制权 交给该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数，分配单元的大小等重要参数。

（3）FAT区
在DBR之后的是我们比较熟悉的FAT（File Allocation Table文件分配表）区。在解释文件分配表的概念之前，我们先来谈谈簇（cluster）的概念。文件占用磁盘空间时，基本单位不是字节而是簇。簇的大小与磁盘的规格有关，一般情况下，软盘每簇是1个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64……

通过上文我们已经知道，同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。（见图6）硬盘上的文件常常要进行创建、删除、增长、缩短等操作。这样操作做的越多，盘上的文件就可能被分得越零碎（每段至少是1簇）。但是，由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（即FAT），操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。不过，这种以簇为单位的存储法也是有其缺陷的。这主要表现在对空间的利用上。每个文件的最后一簇都有可能有未被完全利用的空间（称为尾簇空间）。一般来说，当文件个数比较多时，平均每个文件要浪费半个簇的空间。

图6

好了，我们言归正传，为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇。这些都是由FAT表来保存的，表中有很多表项，每项记录一个簇的信息。

由于FAT对于文件管理的重要性，所以FAT有一个备份，即在原FAT的后面再建一个同样的FAT。初形成的FAT中所有项都标明为”未占用”，但如果磁盘有局部损坏，那么格式化程序会检测出损坏的簇，在相应的项中标为”坏簇”，以后存文件时就不会再使用这个簇了。FAT的项数与硬盘上的总簇数相当，每一项占用的字节数也要与总簇数相适应，因为其中需要存放簇号。FAT的格式有多种，最为常见和为读者所熟悉的是FAT16和FAT32，其中FAT16是指文件分配表使用16位数字，由于16位分配表最多能管理65536（即2的16次方）个簇，也就是所规定的一个硬盘分区。

由于每个簇的存储空间最大只有32KB，所以在使用FAT16管理硬盘时，每个分区的最大存储容量只有（65536×32 KB）即2048MB，也就是我们常说的2G。现在的硬盘容量是越来越大，由于FAT16对硬盘分区的容量限制，所以当硬盘容量超过2G之后，用户只能将硬盘划分成多个2G的分区后才能正常使用，为此微软公司从Windows 95 OSR2版本开始使用FAT32标准，即使用32位的文件分配表来管理硬盘文件，这样系统就能为文件分配多达4294967296（即2的32次方）个簇，所以在簇同样为32KB时每个分区容量最大可达65G以上。此外使用FAT32管理硬盘时，每个逻辑盘中的簇长度也比使用FAT16标准管理的同等容量逻辑盘小很多。由于文件存储在硬盘上占用的磁盘空间以簇为最小单位，所以某一文件即使只有几十个字节也必须占用整个簇，因此逻辑盘的簇单位容量越小越能合理利用存储空间。所以FAT32更适于大硬盘。

（4）DIR区
DIR（Directory）是根目录区，紧接着第二FAT表（即备份的FAT表）之后，记录着根目录下每个文件（目录）的起始单元，文件的属性等。定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以知道文件在硬盘中的具体位置和大小了。

（5）数据（DATA）区
数据区是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占据硬盘上的大部分数据空间。

　　硬盘是现在计算机上最常用的存储器。我们都知道，计算机之所以神奇，是因为它具有高速分析处理数据的能力。而这些数据都被以文件的形式存储在硬盘里。不过，计算机可不像人那么聪明。在读取相应的文件时，你必须要给出它相应的规则。这就是分区概念的形成。 分区从实质上说就是对硬盘的一种格式化。当我们创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理参数，指定了硬盘主引导记录(即MasterBootRecord，一般简称为MBR)和引导记录备份的存放位置。而对于文件系统以及其他操作系统管理硬盘所需要的信息则是通过之后的高级格式化，即Format命令来实现。

　　硬件分区后，将会被划分为面、磁道和扇区。需要注意的是，这些只是个虚拟的概念，并不是真正在硬盘上划道子^_^。先从面说起，硬盘一般是由一片或几片圆形薄膜叠加而成。我们所说，每个圆形薄膜都有两个”面”(Side)，这两个面都是用来存储数据的。按照面的多少，依次称为0面、1面、2面……由于每个面都专有一个读写磁头，也常用0头(head)、1头……称之。按照硬盘容量和规格的不同，硬盘面数（或头数）也不一定相同，少的只有2面，多的可达数十面。各面上磁道号相同的磁道合起来，称为一个柱面（cylinder）（见图1）。

图1

　　上面我们提到了磁道的概念。那么究竟何为磁道呢？大家都知道，读写硬盘时，磁头依靠磁盘的高速旋转引起的空气动力效应悬浮在盘面上，与盘面的距离不到1微米（约为头发直径的百分之一）。由于磁盘是旋转的，则连续写入的数据是排列在一个圆周上的。我们称这样的圆周为一个磁道（Track）。（见图2）如果读写磁头沿着圆形薄膜的半径方向移动一段距离，以后写入的数据又排列在另外一个磁道上。

图2

　　根据硬盘规格的不同，磁道数可以从几百到数千不等；一个磁道上可以容纳数KB的数据，而主机读写时往往并不需要一次读写那么多，于是，磁道又被划分成若干段，每段称为一个扇区（Sector）。一个扇区一般存放512字节的数据。扇区也需要编号，同一磁道中的扇区，分别称为1扇区，2扇区。。。。这里需要注意的是，硬盘在划分扇区时，和一般的软盘有一定的区别。软盘的一个磁道中，扇区号依次编排，即2号与1号相邻，3号与2号相邻，以此类推。而在硬盘的一个磁道中，扇区号是按照某个间隔跳跃着编排的。我们举一个例子来说明：在某个硬盘上，以实际存储位置而论，2号扇区并不是1号扇区后的第一个，而是第5个，3号扇区又是2号扇区后的第5个，以此类推。这个”5″就是我们说的交叉因子。（见图3）当然，这个交叉因子的设定并不是绝对的，每个种类的硬盘为根据自身的情况加以变化。选择适当的交叉因子，可使硬盘驱动器读写扇区的速度与硬盘的旋转速度相匹配，提高存储数据的速度。

图3

　　计算机对硬盘的读写，处于效率的考虑，是以扇区为基本单位的。即使计算机只需要硬盘上存储的某个字节，也必须一次把这个字节所在的扇区中的512字节全部读入内存，再使用所需的那个字节。不过，在上文中我们也提到，硬盘上面、磁道、扇区的划分表面上是看不到任何痕迹的，虽然磁头可以根据某个磁道的应有半径来对准这个磁道，但怎样才能在首尾相连的一圈扇区中找出所需要的某一扇区呢？原来，每个扇区并不仅仅是由512个字节组成的，在这些由计算机存取的数据的前、后两端，都另有一些特定的数据，这些数据构成了扇区的界限标志，标志中含有扇区的编号和其他信息。计算机就凭借着这些标志来识别扇区（见图4）。

说明：
绑定多块网卡为一个虚拟ip，类似csico的etherchannel，实现冗余或负载均衡和增加带宽的功能。
内核需要bonding的支持，察看是否挂在bonding，lsmod命令。默认2.6内核中bonding已经被编译为M的选项，不需重新编译内核。

其实Redhat关于bond，在kernel-doc里有一篇文档，讲述得非常详细，可以先看看/usr/share/doc/kernel-doc-2.6.18/Documentation/networking/bonding.txt

一：不需重起的配置方法。
1 modprobe bonding miimon=100
2 ifconfig bond0 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0
3 ifenslave bond0 eth0 eth1

二：重起仍然生效的配置方法一。
1关闭要绑定的物理网卡
修改ifcfg-eth0和ifcfg-eth1的启动项

BOOTPROTO=none
ONBOOT=no

2建立虚拟网卡

在/etc/sysconfig/network-scripts/ 目录下建立 ifcfg-bond0，并修改 /etc/modprobe.conf文件实现开机自动挂载。

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0 配置如下：

DEVICE=bond0
IPADDR=192.168.0.193
NETMASK=255.255.255.0
BOOTPROTO=static
ONBOOT=yes
GATEWAY=192.168.0.3

/etc/modprobe.conf 配置如下：
alias eth0 bnx2
alias eth1 bnx2
alias bond0 bonding
options bonding miimon=100 mode=1（miimon是用来进行链路监测的。
比如:miimon=100，那么系统每100ms监测一次链路连接状态，如果有一条线路不通就转入另一条线路。模式1为主备模式，模式0为负载均衡与增加带宽的模式）
注：以上为只做一组bonding的方式，如果做多组的话可以更改为以下的方式：
alias eth0 bnx2
alias eth1 bnx2
alias eth2 e1000
alias eth3 e1000
install bond0 /sbin/modprobe -a eth0 eth1 && /sbin/modprobe bonding
alias bond0 bonding
install bond1 /sbin/modprobe -a eth2 eth3 && /sbin/modprobe bonding
alias bond1 bonding
options bonding mode=1 miimon=100 max_bonds=2

最后执行测试， REBOOT确认bond0是否启动，如果启动，配置成功。

查看bonding状态
cat /proc/net/bonding/bond0
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Tags: bonding

所谓bonding，就是将多块网卡绑定同一IP地址对外提供服务，可以提供冗余功能或者负载均衡。当然，直接给两块网卡设置同一IP地址是不可能的。通过bonding，虚拟一块网卡对外提供连接，物理网卡的被修改为相同的MAC地址。Kernels 2.4.12及以后的版本均提供bonding模块，以前的版本可以通过patch实现。

1.确认你目前使用的网卡，检查/etc/sysconfig/network-scripts目录下以ifcfg-开头的文件，应该为eth0, eth1…

2.配置虚拟网卡bond0

可以使用DHCP，也可以配置static IP，最好通过vi编辑配置文件

[root@server1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts
[root@server1 network-scripts]# cat ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
NETWORK=192.168.0.0
NETMASK=255.255.255.0
IPADDR=192.168.0.10
USERCTL=no
GATEWAY=192.168.0.254
TYPE=Ethernet

3.修改eth0, eth1配置文件

[root@server1 network-scripts]# ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
MASTER=bond0
SLAVE=yes
USERCTL=yes
[root@server1 network-scripts]# ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
MASTER=bond0
SLAVE=yes
USERCTL=yes

4.将新添加的bond0设备加入modprobe.conf中，以便kernel识别。加入设置参数，miimon值表示两块网卡相互监测的时间，以ms为单位。mode值为工作模式，可设置为提供冗余功能还是负载均衡，1为提供冗余功能，工作方式是主备的工作方式,也就是说默认情况下只有一块网卡工作，另一块做备份。0为负载均衡，另外还有一种XOR模式。

alias bond0 bonding

options bond0 miimon=100 mode=1

Tags: bonding

1 引言

　　本文介绍Linux下的bonding 技术，Linux 2.4.x的内核中采用了这种技术，利用bonding技术可以将多块网卡接口通过绑定虚拟成为一块网卡，在用户看来这个聚合起来的设备好像是一个单独的以太网接口设备，通俗点讲就是多块网卡具有相同的IP地址而并行连接聚合成一个逻辑链路工作。现在在关于Linux bonding 技术中，有几种算法来实现负载均衡的要求，此文针对这些算法，在此进行简单分析与研究，讨论其不足，并提出另外一种在此基础上改进的一种基于传输协议的负载均衡实现方法。讨论如何实现多个网络接口的分在均衡及其故障接管。

2 负载均衡技术和高可用技术研究介绍

　　2．1 负载均衡技术

　　负载均衡技术的主要思想就是如何根据某种算法将网络的业务流量平均分配到不同的服务器和网络设备上去，以减轻单台服务器和网络设备的负担，从而提高整个系统的效率。负载均衡既可以由有负载均衡功能的硬件实现，也可以通过一些专用的软件来实现，负载均衡是一种策略，它能让多台服务器或多条链路共同承担一些繁重的计算或者I/O任务，从而以较低的成本消除网络瓶颈，提高网络的灵活性和可靠性。

　　2．2 高可用技术

　　实现负载均衡首先是基于网络的高可用性提出来的，高可用技术是容错技术的一个分支。实现系统的高可用性最简单的一个办法就是冗余。完整的网络负载均衡和高可用性网络技术有两个方面构成，一是多服务器的绑定和负载均衡，二是一个服务器内部的多网卡绑定的负载均衡，这里主要讨论一个服务器内部的多网卡绑定时的负载均衡。

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Tags: bonding