良许Linux教程网 干货合集 Linux 下使通过TC实现网络限流

Linux 下使通过TC实现网络限流

Linux操作系统中的流量控制器TC(Traffic Control)用于Linux内核的流量控制,主要是通过在输出端口处建立一个队列来实现流量控制。

img

一. Linux 下的流量控制原理

通过对包的排队,我们可以控制数据包的发送方式。这种控制,称之为数据整形,shape the data,包括对数据的以下操作:

  • 增加延时
  • 丢包
  • 重新排列
  • 重复、损坏
  • 速率控制

在 qdisc-class-filter 结构下,对流量进行控制需要进行三个步骤:

  • 创建 qdisc 队列

上面提到 Linux 是通过包的排队进行流量的控制,那么首先得有一个队列。

  • 创建 class 分类

class 实际上,就是划分流量策略分类。比如划分两档流量限速 10MBps、20MBbs。

  • 创建 filter 过滤

虽然创建了 class 分类,但是并没有将任何的 IP、Port 绑定到 class 上,此时并不会有控制作用。还需要创建 filter 将指定的 IP、Port 绑定到 class 上,才能使流量控制 class 生效于资源。

TC 是 Linux 下提供的流量控制工具,也是 Cilium/eBPF 等网络组件的核心基础设施之一。

二. 限制指定 IP、Port 对本机的访问速度

2.1 查看网卡

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 01.2.3.4.5.6.7.8.9.

2.2 配置 qdisc-class-filter

  • 创建 qdisc 根队列
tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 11.
  • 创建第一级 class 绑定所有带宽资源

注意这里的单位是 6 MBps,也就是 48 Mbps。

tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 htb rate 6MBps burst 15k1.
  • 创建子分类 class

可以创建多个子分类,对资源的流量进行精细化管理。

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 6MBps ceil 10MBps burst 15k1.

这里 ceil 设置的是上限,正常情况下限速为 6MBps,但网络空闲时,可以达到 10 MBps。

  • 创建过滤器 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 1:101.

这里对 1.2.3.4 进行限制带宽为 1:10,也就是 6MBps。当然,你也可以直接给网段 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 1590b1.2.3.
  • 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 flowid 1:10 not_in_hw  
match 01020303/ffffffff at 161.2.3.4.5.
  • 清理全部配置
tc qdisc del dev eth0 root1.

三. 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=11.
  • 启用 ifb0 虚拟设备
ip link set dev ifb0 up1.

3.2 配置 qdisc-class-filter

  • 添加 qdisc
tc qdisc add dev eth0 handle ffff: ingress1.
  • 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 redirect dev ifb01.
  • 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 1:101.2.3.4.

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
img

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 1590b1.2.3.
  • 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 161.2.3.4.5.
  • 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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良许

作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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