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Linux TC基于CBQ队列的流量管理范例

参考了TC的很多文档,自己也整理了一篇配置记录。在实际使用过程中效果还不错,在此分享给大家以备参考。
环境:局域网规模不是很大40多台机器。 NAT共享上网(内网:eth0 外网:eth2)
CBQ 是通过硬件的闲置时间来计算队列,硬件不同,效果也不同,对于比较大的网络使用HTB比较好。以下限制上传和下载的方法可以写成脚本,通过mrtg发现流 量的异常情况,然后通过ntop查处是谁在干坏事,最后用写好的tc脚本限制他的流量,避免影响其他人的网络使用。


 1) 针对网络物理设备(如以太网卡eth0)绑定一个CBQ队列


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


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10Mbit,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。
 
2) 在该队列上建立分类



#tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 cbq bandwidth 10Mbit rate 10Mbit maxburst 20 allot 1514 prio 1 avpkt 1000 cell 8 weight 1Mbit



创建根分类1:1;分配带宽为10Mbit,优先级别为1。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1Mbit。
创建子分类


#tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:2 cbq bandwidth 10Mbit rate 64Kbit maxburst 20 allot 1514 prio 8 avpkt 1000 cell 8 weight 100Kbit bounded
创建分 类1:2,其父分类为1:1,分配带宽为64Kbit,优先级别为8。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100Kbit,且不可借用未使用带宽。



#tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:3 cbq bandwidth 10Mbit rate 64Kbit maxburst 20 allot 1514 prio 9 avpkt 1000 cell 8 weight 100Kbit bounded



创建分类1:3,其父分类为1:1,分配带宽为64Kbit,优先级别为9。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9,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,且不可借用未使用带宽。


3)在子分类地下创建队列,使用sfq随机公平队列
#tc qdisc add dev eth0 parent 1:2 sfq quantum 1514b perturb 15
#tc qdisc add dev eth0 parent 1:3 sfq quantum 1514b perturb 15

在分类底下,创建队列,使用sfq随即公平队列


4) 为每一分类建立一个基于路由的过滤
#tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 u32 match ip dst 192.111.1.116 flowid 1:2
#tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 u32 match ip dst 192.111.1.66 flowid 1:3

限制各ip地址的下载带宽,使用u32过滤器,对目的地址进行分类,对应已经创建的队列
需要添加新的被限制ip的下载带宽,需要先要创建新的分类(比如1:4),然后根据新的分类创建新的sfq队列,最后使用u32过滤器对目的地址进行带宽限制。
需要对几个ip限制下载带宽,就需要创建几个分类、队列、过滤器


 


限制上传



#将一个cbq队列绑定到网络物理设备eth2上,其编号为2:0;网络物理设备eth2的实际带宽为2Mbit,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 eth2 root handle 2: cbq bandwidth 2Mbit avpkt 1000 cell 8 mpu 64


 


创建根分类2:1;分配带宽为2Mbit,优先级别为1。该队列的最大可用带宽为2Mbit,实际分配的带宽为2Mbit,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200Kbit。
#tc class add dev eth2 parent 2:0 classid 2:1 cbq bandwidth 2Mbit rate 2Mbit maxburst 20 allot 1514 prio 1 avpkt 1000 cell 8 weight 200Kbit


 


#创建分类2:2,其父分类为2:1,分配带宽为64Kbit,优先级别为8。该队列的最大可用带宽为2Mbit,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100Kbit,且不可借用未使用带宽。
#tc class add dev eth2 parent 2:1 classid 2:2 cbq bandwidth 2Mbit rate 64Kbit maxburst 20 allot 1514 prio 8 avpkt 1000 cell 8 weight 200Kbit bounded


 


#在分类底下,创建队列,使用sfq随即公平队列
/sbin/tc qdisc add dev eth2 parent 2:2 sfq quantum 1514b perturb 15


 


#应用路由分类器到cbq队列的根,过滤协议为ip,优先级为100
#tc filter add dev eth2 parent 2:0 protocol ip prio 1 handle 2 fw classid 2:2


 


#给数据包打标签,可以通过RETURN方法避免遍历所有的规则,加快处理速度
#iptables –t mangle –A PREROUTING –i eth0 –s 192.111.1.xxx –j MARK –set-mark 2
#iptables –t mangle –A PREROUTING –i eth0 –s 192.111.1.xxx –j RETURN


 


#nat(参考)
#iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.111.1.0/24 -o eth2 -j SNAT –to 外网IP


#需要添加新的被限制ip的上传带宽,需要先要创建新的分类(比如2:3),然后根据新的分类创建新的sfq队列,最后使用路由过滤器,过滤协议为ip,给原地址是需要限制的ip地址来的数据包打标记。
需要对几个ip限制下载带宽,就需要创建几个分类、队列、路由过滤器、iptable的mangle表的PREROUTING链


另外还有其他的过滤器比如:
#tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 route to 2 flowid 1:2 ip route add 192.111.1.24 dev eth0 via 192.111.1.4 realm 2


 


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。
#简单显示指定设备的队列状况
/sbin/tc qdisc ls dev eth0


 


#详细显示指定设备的队列状况
/sbin/tc –s qdisc ls dev eth0


 


#简单显示指定设备的分类状况
/sbin/tc class ls dev eth0


 


#详细显示指定设备的分类状况
/sbin/tc –s class ls dev eth0


 


#显示过滤器的状况
/sbin/tc –s filter ls dev eth0


#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。


分类的维护 
增添动作通过tc class add命令实现。
修改动作通过tc class change命令实现,如下所示:
/sbin/tc class change dev eth0 parent 1:1 classid 1:2 cbq bandwidth 10Mbit rate 64Kbit maxburst 20 allot 1514 prio 8 avpkt 1000 cell 8 weight 100Kbit 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。


#过滤器的维护


增添动作通过tc filter add命令实现。
 
修改动作通过tc filter change命令实现,如下所示:
/sbin/tc filter change dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 u32 match ip dst 192.111.1.116 flowid 1:2


删除动作通过tc filter del命令实现,如下所示:
/sbin/tc filter del dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 u32 match ip dst 192.111.1.116 flowid 1:

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