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Linux下的网络流量限速工具TC命令(Traffic Control)网络限速介绍

tc命令是Linux系统中的一个网络管理工具,用于配置和管理网络流量控制。它可以用来限制网络带宽、延迟、丢包等,以及实现QoS(Quality of Service)等功能。以下是tc命令的详细介绍:

tc qdisc命令
tc qdisc命令用于配置队列规则,即网络流量的调度策略。常用的调度策略有以下几种:

pfifo_fast:先进先出队列,适用于低延迟、高吞吐量的场景。
tbf:令牌桶过滤器,用于限制带宽和速率。
htb:层次令牌桶过滤器,用于实现QoS,可以对不同的流量进行不同的限制。
prio:优先级队列,用于对不同的流量进行优先级排序。
例如,以下命令将创建一个htb队列规则,限制eth0接口的带宽为1Mbps:

tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 1
tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:1 htb rate 1mbit

tc class命令
tc class命令用于配置类别规则,即对不同的流量进行分类和限制。每个类别规则都有一个唯一的classid,可以用来标识该规则。常用的限制参数有以下几种:

rate:限制带宽速率。
ceil:限制带宽峰值速率。
burst:限制突发流量大小。
cburst:限制类别突发流量大小。
例如,以下命令将创建一个类别规则,将IP地址为192.168.1.2的流量限制为500Kbps:

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 500kbit ceil 1mbit
tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32 match ip dst 192.168.1.2 flowid 1:10

tc filter命令
tc filter命令用于配置过滤规则,即根据不同的条件过滤流量并将其分配到不同的类别中。常用的过滤条件有以下几种:

protocol:协议类型。
src/dst:源/目的IP地址。
sport/dport:源/目的端口号。
match:匹配特定的数据包。
例如,以下命令将创建一个过滤规则,将源IP地址为192.168.1.2的流量分配到类别1:10中:

tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32 match ip src 192.168.1.2 flowid 1:10

tc monitor命令
tc monitor命令用于实时监控网络流量和队列状态。可以使用以下命令启动tc monitor:

tc -s monitor

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。

    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 0
      2.2 配置 qdisc-class-filter
      创建 qdisc 根队列
      tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 1
      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 15k
      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 15k
      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 1:10
      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 1590b
      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 16
      清理全部配置
      tc qdisc del dev eth0 root

      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
        启用 ifb0 虚拟设备
        ip link set dev ifb0 up
        3.2 配置 qdisc-class-filter
        添加 qdisc
        tc qdisc add dev eth0 handle ffff: ingress
        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 ifb0
        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
        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 如何在 Linux 下使用 TC 优雅的实现网络限流插图
        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
        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
        清理全部配置
        tc qdisc del dev eth0 ingress
        tc qdisc del dev ifb0 root
        modprobe -r ifb

        京ICP备11047313号-21