在LINUX中實現流量控制器(轉)[@more@]Linux從kernel 2.1.105開始支援QOS，不過，需要重新編譯核心。執行 make config時將 EXPERIMENTAL　_OPTIONS 設定成 y，並且將 Class Based Queueing (CBQ), Token Bucket Flow,Traffic Shapers 設定為 y ，執行 make dep; make clean; make bzilo，生成新的核心。
在Linux作業系統中流量控制器(TC)主要是在輸出埠處建立一個佇列進行流量控制，控制的方式是基於路由，亦即基於目的IP地址或目的子網的網路號的流量控制。流量控制器TC，其基本的功能模組為佇列、分類和過濾器。Linux核心中支援的佇列有，Class Based Queue ，Token Bucket Flow ，CSZ ，First In First Out ，Priority ，TEQL ，SFQ ，ATM ，RED。這裡我們討論的佇列與分類都是基於CBQ(Class Based Queue)的，而過濾器是基於路由(Route)的。
　　配置和使用流量控制器TC，主要分以下幾個方面：分別為建立佇列、建立分類、建立過濾器和建立路由，另外還需要對現有的佇列、分類、過濾器和路由進行監視。
　　其基本使用步驟為：
　　 1) 針對網路物理裝置(如乙太網卡eth0)繫結一個CBQ佇列；
　　 2) 在該佇列上建立分類；
　　 3) 為每一分類建立一個基於路由的過濾器；
　　 4) 最後與過濾器相配合，建立特定的路由表。
先假設一個簡單的環境，如下圖所示：
流量控制器上的乙太網卡(eth0) 的IP地址為192.168.1.66，在其上建立一個CBQ佇列。假設包的平均大小為1000位元組，包間隔傳送單元的大小為8位元組，可接收衝突的傳送最長包數目為20位元組。
　　假如有三種型別的流量需要控制:
　　 1) 是發往主機1的，其IP地址為192.168.1.24。其流量頻寬控制在8Mbit，優先順序為2；
　　 2) 是發往主機2的，其IP地址為192.168.1.26。其流量頻寬控制在1Mbit，優先順序為1；
　　 3) 是發往子網1的，其子網號為192.168.1.0，子網掩碼為255.255.255.0。流量頻寬控制在1Mbit，優先順序為6。
1. 建立佇列
　　一般情況下，針對一個網路卡只需建立一個佇列。
　　將一個cbq佇列繫結到網路物理裝置eth0上，其編號為1:0；網路物理裝置eth0的實際頻寬為10 Mbit，包的平均大小為1000位元組；包間隔傳送單元的大小為8位元組，最小傳輸包大小為64位元組。
　　 ·tc qdisc add dev eth0 root handle 1: cbq bandwidth 10Mbit avpkt 1000 cell 8 mpu 64
2. 建立分類
　　分類建立在佇列之上。一般情況下，針對一個佇列需建立一個根分類，然後再在其上建立子分類。
對於分類，按其分類的編號順序起作用，編號小的優先；一旦符合某個分類匹配規則，透過該分類傳送資料包，則其後的分類不再起作用。
1）建立根分類1:1；分配頻寬為10Mbit，優先順序別為8。
·tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 cbq bandwidth 10Mbit rate 10Mbit maxburst20 allot 1514 prio 8 avpkt 1000 cell 8 weight 1Mbit
　　該佇列的最大可用頻寬為10Mbit，實際分配的頻寬為10Mbit，可接收衝突的傳送最長包數目為20位元組；最大傳輸單元加MAC頭的大小為1514位元組，優先順序別為8，包的平均大小為1000位元組，包間隔傳送單元的大小為8位元組，相應於實際頻寬的加權速率為1Mbit。
2）建立分類1:2，其父分類為1:1，分配頻寬為8Mbit，優先順序別為2。
·tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:2 cbq bandwidth 10Mbit rate 8Mbit maxburst20 allot 1514 prio 2 avpkt 1000 cell 8 weight 800Kbit split 1:0 bounded
　　該佇列的最大可用頻寬為10Mbit，實際分配的頻寬為 8Mbit，可接收衝突的傳送最長包數目為20位元組；最大傳輸單元加MAC頭的大小1514位元組，優先順序別為1，包的平均大小為1000位元組，包間隔傳送單元的大小為8位元組，相應於實際頻寬的加權速率為800Kbit，分類的分離點為1:0，且
不可借用未使用頻寬。
3）建立分類1:3，其父分類為1:1，分配頻寬為1Mbit，優先順序別為1。
·tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:3 cbq bandwidth 10Mbit rate 1Mbit maxburst 20
allot 1514 prio 1 avpkt 1000 cell 8 weight 100Kbit split 1:0
　　該佇列的最大可用頻寬為10Mbit，實際分配的頻寬為 1Mbit，可接收衝突的傳送最長包數目為20位元組；最大傳輸單元加MAC頭的大小為1514位元組，優先順序別為2，包的平均大小為1000位元組，包間隔傳送單元的大小為8位元組，相應於實際頻寬的加權速率為100Kbit，分類的分離點為1:0。
4）建立分類1:4，其父分類為1:1，分配頻寬為1Mbit，優先順序別為6。
·tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:4 cbq bandwidth 10Mbit rate 1Mbit maxburst
20 allot 1514 prio 6 avpkt 1000 cell 8 weight 100Kbit split 1:0
　　該佇列的最大可用頻寬為10Mbit，實際分配的頻寬為 64Kbit，可接收衝突的傳送最長包數目為20位元組；最大傳輸單元加MAC頭的大小為1514位元組，優先順序別為1，包的平均大小為1000位元組，包間隔傳送單元的大小為8位元組，相應於實際頻寬的加權速率為100Kbit，分類的分離點為1:0。
3. 建立過濾器
過濾器主要服務於分類。一般只需針對根分類提供一個過濾器，然後為每個子分類提供路由對映。
1）應用路由分類器到cbq佇列的根，父分類編號為1:0；過濾協議為ip，優先順序別為100，過濾器為基於路由表。
·tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route
2）建立路由對映分類1:2, 1:3, 1:4
·tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route to 2 flowid 1:2
·tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route to 3 flowid 1:3
·tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route to 4 flowid 1:4
4.建立路由
該路由是與前面所建立的路由對映一一對應。
1）發往主機192.168.1.24的資料包透過分類2轉發(分類2的速率8Mbit)
·ip route add 192.168.1.24 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 2
2）發往主機192.168.1.30的資料包透過分類3轉發(分類3的速率1Mbit)
·ip route add 192.168.1.30 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 3
3）發往子網192.168.1.0/24的資料包透過分類4轉發(分類4的速率1Mbit)
·ip route add 192.168.1.0/24 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 4
　　注：一般對於流量控制器所直接連線的網段建議使用IP主機地址流量控制限制，不要使用子網流量控制限制。
如一定需要對直連子網使用子網流量控制限制，則在建立該子網的路由對映前，需將原先由系統建立的路由刪除，才可完成相應步驟。
5. 監視
　　主要包括對現有佇列、分類、過濾器和路由的狀況進行監視。
1）顯示佇列的狀況
簡單顯示指定裝置(這裡為eth0)的佇列狀況
·tc qdisc ls dev eth0
qdisc cbq 1: rate 10Mbit (bounded,isolated) prio no-transmit
詳細顯示指定裝置(這裡為eth0)的佇列狀況
·tc -s qdisc ls dev eth0
qdisc cbq 1: rate 10Mbit (bounded,isolated) prio no-transmit
Sent 7646731 bytes 13232 pkts (dropped 0, overlimits 0)
borrowed 0 overactions 0 avgidle 31 undertime 0
　　這裡主要顯示了透過該佇列傳送了13232個資料包，資料流量為7646731個位元組，丟棄的包數目為0，超過速率限制的包數目為0。
2）顯示分類的狀況
簡單顯示指定裝置(這裡為eth0)的分類狀況
·tc class ls dev eth0
class cbq 1: root rate 10Mbit (bounded,isolated) prio no-transmit
class cbq 1:1 parent 1: rate 10Mbit prio no-transmit #no-transmit表示優先順序為8
class cbq 1:2 parent 1:1 rate 8Mbit prio 2
class cbq 1:3 parent 1:1 rate 1Mbit prio 1
class cbq 1:4 parent 1:1 rate 1Mbit prio 6
詳細顯示指定裝置(這裡為eth0)的分類狀況
·tc -s class ls dev eth0
class cbq 1: root rate 10Mbit (bounded,isolated) prio no-transmit
Sent 17725304 bytes 32088 pkts (dropped 0, overlimits 0)
borrowed 0 overactions 0 avgidle 31 undertime 0
class cbq 1:1 parent 1: rate 10Mbit prio no-transmit
Sent 16627774 bytes 28884 pkts (dropped 0, overlimits 0)
borrowed 16163 overactions 0 avgidle 587 undertime 0
class cbq 1:2 parent 1:1 rate 8Mbit prio 2
Sent 628829 bytes 3130 pkts (dropped 0, overlimits 0)
borrowed 0 overactions 0 avgidle 4137 undertime 0
class cbq 1:3 parent 1:1 rate 1Mbit prio 1
Sent 0 bytes 0 pkts (dropped 0, overlimits 0)
borrowed 0 overactions 0 avgidle 159654 undertime 0
class cbq 1:4 parent 1:1 rate 1Mbit prio 6
Sent 5552879 bytes 8076 pkts (dropped 0, overlimits 0)
borrowed 3797 overactions 0 avgidle 159557 undertime 0
　　這裡主要顯示了透過不同分類傳送的資料包，資料流量，丟棄的包數目，超過速率限制的包數目等等。其中根分類(class cbq 1:0)的狀況應與佇列的狀況類似。
　　例如，分類class cbq 1:4傳送了8076個資料包，資料流量為5552879個位元組，丟棄的包數目為0，超過速率限制的包數目為0。
顯示過濾器的狀況
·tc -s filter ls dev eth0
filter parent 1: protocol ip pref 100 route
filter parent 1: protocol ip pref 100 route fh 0xffff0002 flowid 1:2 to 2
filter parent 1: protocol ip pref 100 route fh 0xffff0003 flowid 1:3 to 3
filter parent 1: protocol ip pref 100 route fh 0xffff0004 flowid 1:4 to 4
這裡flowid 1:2代表分類class cbq 1:2，to 2代表透過路由2傳送。
顯示現有路由的狀況
·ip route
192.168.1.66 dev eth0 scope link
192.168.1.24 via 192.168.1.66 dev eth0 realm 2
02.102.24.216 dev ppp0 proto kernel scope link src 202.102.76.5
192.168.1.30 via 192.168.1.66 dev eth0 realm 3
192.168.1.0/24 via 192.168.1.66 dev eth0 realm 4
192.168.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.1.66
172.16.1.0/24 via 192.168.1.66 dev eth0 scope link
127.0.0.0/8 dev lo scope link
default via 202.102.24.216 dev ppp0
default via 192.168.1.254 dev eth0
　　如上所示，結尾包含有realm的顯示行是起作用的路由過濾器。
6. 維護
　　主要包括對佇列、分類、過濾器和路由的增添、修改和刪除。
　　增添動作一般依照"佇列->分類->過濾器->路由"的順序進行；修改動作則沒有什麼要求；刪除
則依照"路由->過濾器->分類->佇列"的順序進行。
1）佇列的維護
一般對於一臺流量控制器來說，出廠時針對每個乙太網卡均已配置好一個佇列了，通常情況下對佇列無需進行增添、修改和刪除動作了。
2）分類的維護
增添
增添動作透過tc class add命令實現，如前面所示。
修改
修改動作透過tc class change命令實現，如下所示：
·tc class change dev eth0 parent 1:1 classid 1:2 cbq bandwidth 10Mbit rate 7Mbit maxburst 20 allot 1514 prio 2 avpkt 1000 cell 8 weight 700Kbit split 1:0 bounded
對於bounded命令應慎用，一旦新增後就進行修改，只可透過刪除後再新增來實現。
刪除
刪除動作只在該分類沒有工作前才可進行，一旦透過該分類傳送過資料，則無法刪除它了。因此，需要透過shell檔案方式來修改，透過重新啟動來完成刪除動作。
3）過濾器的維護
增添
增添動作透過tc filter add命令實現，如前面所示。
修改
修改動作透過tc filter change命令實現，如下所示：
·tc filter change dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route to 10 flowid 1:8
刪除
刪除動作透過tc filter del命令實現，如下所示：
·tc filter del dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route to 10
4）與過濾器一一對映路由的維護
增添
增添動作透過ip route add命令實現，如前面所示。
修改
修改動作透過ip route change命令實現，如下所示：
·ip route change 192.168.1.30 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 8
刪除
刪除動作透過ip route del命令實現，如下所示：
·ip route del 192.168.1.30 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 8
·ip route del 192.168.1.0/24 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 4

在LINUX中實現流量控制器(轉)

相關文章