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TC流量限制(转)

原创 网络安全 作者:post0 时间:2007-08-24 17:27:54 0 删除 编辑
TC流量限制(转)[@more@]

  在LINUX中实现流量控制器

  Linux从kernel 2.1.105开始支持QOS,不过,需要重新编译内核。运行 make config时

  将 EXPERIMENTAL _OPTIONS 设置成 y,并且将 Class Based Queueing (CBQ), Token Bucket Flow,

  Traffic Shapers 设置为 y ,运行 make dep; make clean; make bzilo,生成新的内核。

  在Linux操作系统中流量控制器(TC)主要是在输出端口处建立一个队列进行流量控制,控制的方

  式是基于路由,亦即基于目的IP地址或目的子网的网络号的流量控制。流量控制器TC,其基本的功

  能模块为队列、分类和过滤器。Linux内核中支持的队列有,Class Based Queue ,Token Bucket Flow ,

  CSZ ,First In First Out ,Priority ,TEQL ,SFQ ,ATM ,RED。这里我们讨论的队列与分类都是

  基于CBQ(Class Based Queue)的,而过滤器是基于路由(Route)的。

  配置和使用流量控制器TC,主要分以下几个方面:分别为建立队列、建立分类、建立过滤器和建

  立路由,另外还需要对现有的队列、分类、过滤器和路由进行监视。

  其基本使用步骤为:

  1) 针对网络物理设备(如以太网卡eth0)绑定一个CBQ队列;

  2) 在该队列上建立分类;

  3) 为每一分类建立一个基于路由的过滤器;

  4) 最后与过滤器相配合,建立特定的路由表。

  先假设一个简单的环境,如下图所示:

  流量控制器上的以太网卡(eth0) 的IP地址为192.168.1.66,在其上建立一个CBQ队列。假设包的平

  均大小为1000字节,包间隔发送单元的大小为8字节,可接收冲突的发送最长包数目为20字节。

  假如有三种类型的流量需要控制:

  1) 是发往主机1的,其IP地址为192.168.1.24。其流量带宽控制在8Mbit,优先级为2;

  2) 是发往主机2的,其IP地址为192.168.1.26。其流量带宽控制在1Mbit,优先级为1;

  3) 是发往子网1的,其子网号为192.168.1.0,子网掩码为255.255.255.0。流量带宽控制在1Mbit,

  优先级为6。

  1. 建立队列

  一般情况下,针对一个网卡只需建立一个队列。

  将一个cbq队列绑定到网络物理设备eth0上,其编号为1:0;网络物理设备eth0的实际带宽为10 Mbit,

  包的平均大小为1000字节;包间隔发送单元的大小为8字节,最小传输包大小为64字节。

  ·tc qdisc add dev eth0 root handle 1: cbq bandwidth 10Mbit avpkt 1000 cell 8 mpu 64

  2. 建立分类

  分类建立在队列之上。一般情况下,针对一个队列需建立一个根分类,然后再在其上建立子分类。

  对于分类,按其分类的编号顺序起作用,编号小的优先;一旦符合某个分类匹配规则,通过该分类发送数据包,则其后的分类不再起作用。

  1) 创建根分类1:1;分配带宽为10Mbit,优先级别为8。

  ·tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 cbq bandwidth 10Mbit rate 10Mbit

  maxburst 20 allot 1514 prio 8 avpkt 1000 cell 8 weight 1Mbit

  该队列的最大可用带宽为10Mbit,实际分配的带宽为10Mbit,可接收冲突的发送最长包数目

  为20字节;最大传输单元加MAC头的大小为1514字节,优先级别为8,包的平均大小为1000字节,

  包间隔发送单元的大小为8字节,相应于实际带宽的加权速率为1Mbit。

  2)创建分类1:2,其父分类为1:1,分配带宽为8Mbit,优先级别为2。

  ·tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:2 cbq bandwidth 10Mbit rate 8Mbit maxburst

  20 allot 1514 prio 2 avpkt 1000 cell 8 weight 800Kbit split 1:0 bounded

  该队列的最大可用带宽为10Mbit,实际分配的带宽为 8Mbit,可接收冲突的发送最长??????包数目

  为20字节;最大传输单元加MAC头的大小为1514字节,优先级别为1,包的平均大小为1000字节,

  包间隔发送单元的大小为8字节,相应于实际带宽的加权速率为800Kbit,分类的分离点为1:0,且

  不可借用未使用带宽。

  3)创建分类1:3,其父分类为1:1,分配带宽为1Mbit,优先级别为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

  该队列的最大可用带宽为10Mbit,实际分配的带宽为 1Mbit,可接收冲突的发送最长包数目为20字

  节;最大传输单元加MAC头的大小为1514字节,优先级别为2,包的平均大小为1000字节,包间隔发送单

  元的大小为8字节,相应于实际带宽的加权速率为100Kbit,分类的分离点为1:0。

  4)创建分类1:4,其父分类为1:1,分配带宽为1Mbit,优先级别为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

  该队列的最大可用带宽为10Mbit,实际分配的带宽为 64Kbit,可接收冲突的发送最长包数目

  为20字节;最大传输单元加MAC头的大小为1514字节,优先级别为1,包的平均大小为1000字节,包

  间隔发送单元的大小为8字节,相应于实际带宽的加权速率为100Kbit,分类的分离点为1:0。

  3. 建立过滤器

  过滤器主要服务于分类。一般只需针对根分类提供一个过滤器,然后为每个子分类提供路由映射。

  1) 应用路由分类器到cbq队列的根,父分类编号为1:0;过滤协议为ip,优先级别为100,过滤器为

  基于路由表。

  ·tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route

  2) 建立路由映射分类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

  该路由是与前面所建立的路由映射一一对应。

  1) 发往主机192.168.1.24的数据包通过分类2转发(分类2的速率8Mbit)

  ·ip route add 192.168.1.24 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 2

  2) 发往主机192.168.1.30的数据包通过分类3转发(分类3的速率1Mbit)

  ·ip route add 192.168.1.30 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 3

  3)发往子网192.168.1.0/24的数据包通过分类4转发(分类4的速率1Mbit)

  ·ip route add 192.168.1.0/24 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 4

  注:一般对于流量控制器所直接连接的网段建议使用IP主机地址流量控制限制,不要使用子

  网流量控制限制。如一定需要对直连子网使用子网流量控制限制,则在建立该子网的路由映射前,

  需将原先由系统建立的路由删除,才可完成相应步骤。

  5. 监视

  主要包括对现有队列、分类、过滤器和路由的状况进行监视。

  1)显示队列的状况

  简单显示指定设备(这里为eth0)的队列状况

  ·tc qdisc ls dev eth0

  qdisc cbq 1: rate 10Mbit (bounded,isolated) prio no-transmit

  详细显示指定设备(这里为eth0)的队列状况

  ·tc -s qdisc ls dev eth0

  qdisc cbq 1: rate 10Mbit (bounded,isolat??????ed) prio no-transmit

  Sent 7646731 bytes 13232 pkts (dropped 0, overlimits 0)

  borrowed 0 overactions 0 avgidle 31 undertime 0

  这里主要显示了通过该队列发送了13232个数据包,数据流量为7646731个字节,丢弃的包数

  目为0,超过速率限制的包数目为0。

  2)显示分类的状况

  简单显示指定设备(这里为eth0)的分类状况

  ·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表示优先级为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

  详细显示指定设备(这里为eth0)的分类状况

  ·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

  这里主要显示了通过不同分类发送的数据包,数据流量,丢弃的包数目,超过速率限制的包数

  目等等。其中根分类(class cbq 1:0)的状况应与队列的状况类似。

  例如,分类class cbq 1:4发送了8076个数据包,数据流量为5552879个字节,丢弃的包数目

  为0,超过速率限制的包数目为0。

  显示过滤器的状况

  ·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

  这里flowid 1:2代表分类class cbq 1:2,to 2代表通过路由2发送。

  显示现有路由的状况

  ·ip route

  192.168.1.66 dev eth0 scope link

  192.168.1.24 via 192.168.1.66 dev eth0 realm 2

  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,结尾包含有realm的显示行是起作用的路由过滤器。

  6. 维护

  主要包括对队列、分类、过滤器和路由的增添、修改和删除。

  增添动作一般依照"队列->分类->过滤器->路由"的顺序进行;修改动作则没有什么要求;删除

  则依照"路由->过滤器->分类->队列"的顺序进行。

  1)队列的维护

  一般对于一台流量控制器来说,出厂时针对每个以太网卡均已配置好一个队列了,通常情况下对队

  列无需进行增添、修改和删除动作了。

  2)分类的维护

  增添

  增添动作通过tc class add命令实现,如前面所示。

  修改

  修改动作通过tc class change命令实现,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

  对于bounded命令应慎用,一旦添加后就进行修改,只可通过删除后再添加来实现。

  删除

  删除动作只在该分类没有工作前才可进行,一旦通过该分类发送过数据,则无法删除它了。因此,

  需要通过shell文件方式来修改,通过重新启动来完成删除动作。

  3)过滤器的维护

  增添

  增添动作通过tc filter add命令实现,如前面所示。

  修改

  修改动作通过tc filter change命令实现,如下所示:

  ·tc filter change dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route to 10 flowid 1:8

  删除

  删除动作通过tc filter del命令实现,如下所示:

  ·tc filter del dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route to 10

  4)与过滤器一一映射路由的维护

  增添

  增添动作通过ip route add命令实现,如前面所示。

  修改

  修改动作通过ip route change命令实现,如下所示:

  ·ip route change 192.168.1.30 dev eth0 via 192.168.1.66 realm 8

  删除

  删除动作通过ip route del命令实现,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

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