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Linux 下使用 TC 優雅的實作網路限流

WBOY
發布: 2024-02-14 12:27:26
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1. Linux 下流量控制的原理

我們可以透過對封包的排隊來控制它們的發送方式。這種控制被稱為資料整形,即對資料進行以下操作:

  • 增加延遲
  • 丟棄資料包
  • 重新排列
  • 重複或損壞
  • 控制速率

qdisc-class-filter 結構下,要控制流量需要三個步驟:

  • 建立 qdisc 佇列

由於 Linux 是透過對封包進行排隊來控制流量的,因此首先需要一個佇列。

  • 建立 class 分類

class 其實是用來分割流量策略分類的。例如,可以劃分兩個流量限速檔位:10MBps 和 20MBps。

  • 建立 filter 過濾器

儘管已經建立了 class 分類,但並沒有將任何 IP 或連接埠綁定到 class 上,因此此時並不會產生控制效果。還需要建立 filter 將指定的 IP 和連接埠綁定到 class 上,才能讓流量控制 class 對資源生效。

TC 是 Linux 提供的流量控制工具,也是 Cilium/eBPF 等網路元件的核心基礎設施之一。

2. 限制指定 IP、Port 對本機的存取速度

2.1 查看網路卡

ifconfig

eth0: flags=4163  mtu 1500
        inet 1.1.1.1  netmask 255.255.254.0  broadcast 1.1.1.1
        inet6 1::1:1:1:1  prefixlen 64  scopeid 0x20
        ether 1:1:1:1:1:1  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 2980910  bytes 2662352343 (2.4 GiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 1475969  bytes 122254809 (116.5 MiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
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2.2 設定 qdisc-class-filter

  • # 建立 qdisc 根佇列
tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 1
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  • 建立第一層 class 綁定所有頻寬資源

注意到這裡的單位是 6 MBps,也就是 48 Mbps

tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 htb rate 6MBps burst 15k
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  • 建立子分類 class

可以建立多個子分類,對資源的流量進行精細化管理。

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 6MBps ceil 10MBps burst 15k
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這裡 ceil 設定的是上限,正常情況下限速為 6MBps,但網路空閒時,可以達到 10 MBps。

  • 建立過濾器 filter,限制 IP
#
tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32 match ip dst 1.2.3.3 flowid 1:10
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這裡對 1.2.3.4 進行限制頻寬為 1:10,也就是 6MBps。當然,你也可以直接在網段 1.2.0.0/16 加 class 策略。

2.3 查看并清理配置

  • 查看 class 配置
tc class show dev eth0

class htb 1:10 parent 1:1 leaf 10: prio 0 rate 48Mbit ceil 80Mbit burst 15Kb cburst 1600b 
class htb 1:1 root rate 48Mbit ceil 48Mbit burst 15Kb cburst 1590b
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  • 查看 filter 配置
tc filter show dev eth0

filter parent 1: protocol ip pref 1 u32 chain 0 
filter parent 1: protocol ip pref 1 u32 chain 0 fh 800: ht divisor 1 
filter parent 1: protocol ip pref 1 u32 chain 0 fh 800::800 order 2048 key ht 800 bkt 0 f

lowid 1:10 not_in_hw 


  match 01020303/ffffffff at 16
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  • 清理全部配置
tc qdisc del dev eth0 root
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3. 限制本机对指定 IP、Port 的访问速度

由于排队规则主要是基于出口方向,不能对入口方向的流量(Ingress)进行限制。因此,我们需要将流量重定向到 ifb 设备上,再对 ifb 的出口流量(Egress)进行限制,以最终达到控制的目的。

3.1 启用虚拟网卡

  • 将在 ifb 设备
modprobe ifb numifbs=1
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  • 启用 ifb0 虚拟设备
ip link set dev ifb0 up
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3.2 配置 qdisc-class-filter

  • 添加 qdisc
tc qdisc add dev eth0 handle ffff: ingress
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  • 重定向网卡流量到 ifb0
tc filter add dev eth0 parent ffff: protocol ip u32 match u32 0 0 action mirred egress re

direct dev ifb0
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  • 添加 class 和 filter
tc qdisc add dev ifb0 root handle 1: htb default 10

tc class add dev ifb0 parent 1:0 classid 1:1 htb rate 6Mbps

tc class add dev ifb0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 6Mbps

tc filter add dev ifb0 parent 1:0 protocol ip prio 16 u32 match ip dst 1.2.3.4  flowid 1:

10
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3.3 查看并清理配置

  • 下面是限速本机对指定 IP 访问的监控图
Linux 下使用 TC 优雅的实现网络限流

进入的流量被限制在 6 MBps 以下,而出去的流量不被限制。

  • 查看 class 配置
tc class show dev ifb0

class htb 1:10 parent 1:1 prio 0 rate 48Mbit ceil 48Mbit burst 1590b cburst 1590b 

class htb 1:1 root rate 48Mbit ceil 48Mbit burst 1590b cburst 1590b 
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  • 查看 filter 配置
tc filter show dev ifb0

filter parent 1: protocol ip pref 16 u32 chain 0 
filter parent 1: protocol ip pref 16 u32 chain 0 fh 800: ht divisor 1 
filter parent 1: protocol ip pref 16 u32 chain 0 fh 800::800 order 2048 key ht 800 bkt 0 

flowid 1:10 not_in_hw 

  match 01020304/ffffffff at 16
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  • 清理全部配置
tc qdisc del dev eth0 ingress
tc qdisc del dev ifb0 root
modprobe -r ifb
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以上是Linux 下使用 TC 優雅的實作網路限流的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

來源:lxlinux.net
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