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流量控制系列手冊頁:tc

日期:2017/3/6 15:38:37   编辑:關於Unix
名字 tc - 顯示/維護流量控制設置 摘要 tc qdisc [ add | change | replace | link ] dev DEV [ parent qdisc-id | root ] [ handle qdisc-id ] qdisc [ qdisc specific parameters ] tc class [ add | change | replace ] dev DEV parent qdisc-id [ classi 名字
  tc - 顯示/維護流量控制設置
摘要
tc qdisc [ add | change | replace | link ] dev DEV [ parent qdisc-id | root ] [ handle qdisc-id ] qdisc [ qdisc specific parameters ]

tc class [ add | change | replace ] dev DEV parent qdisc-id [ classid class-id ] qdisc [ qdisc specific parameters ]

tc filter [ add | change | replace ] dev DEV [ parent qdisc-id | root ] protocol protocol prio priority filtertype [ filtertype specific parameters ] flowid flow-id

tc [-s | -d ] qdisc show [ dev DEV ]

tc [-s | -d ] class show dev DEV tc filter show dev DEV


簡介
Tc用於Linux內核的流量控制。流量控制包括以下幾種方式:

SHAPING(限制)
當流量被限制,它的傳輸速率就被控制在某個值以下。限制值可以大大小於有效帶寬,這樣可以平滑突發數據流量,使網絡更為穩定。shaping(限制)只適用於向外的流量。

SCHEDULING(調度)
通過調度數據包的傳輸,可以在帶寬范圍內,按照優先級分配帶寬。SCHEDULING(調度)也只適於向外的流量。

POLICING(策略)
SHAPING用於處理向外的流量,而POLICIING(策略)用於處理接收到的數據。

DROPPING(丟棄)
如果流量超過某個設定的帶寬,就丟棄數據包,不管是向內還是向外。

流量的處理由三種對象控制,它們是:qdisc(排隊規則)、class(類別)和filter(過濾器)。

QDISC(排隊規則)
QDisc(排隊規則)是queueing discipline的簡寫,它是理解流量控制(traffic control)的基礎。無論何時,內核如果需要通過某個網絡接口發送數據包,它都需要按照為這個接口配置的qdisc(排隊規則)把數據包加入隊列。然後,內核會盡可能多地從qdisc裡面取出數據包,把它們交給網絡適配器驅動模塊。
最簡單的QDisc是pfifo它不對進入的數據包做任何的處理,數據包采用先入先出的方式通過隊列。不過,它會保存網絡接口一時無法處理的數據包。


CLASS(類)
某些QDisc(排隊規則)可以包含一些類別,不同的類別中可以包含更深入的QDisc(排隊規則),通過這些細分的QDisc還可以為進入的隊列的數據包排隊。通過設置各種類別數據包的離隊次序,QDisc可以為設置網絡數據流量的優先級。

FILTER(過濾器)
filter(過濾器)用於為數據包分類,決定它們按照何種QDisc進入隊列。無論何時數據包進入一個劃分子類的類別中,都需要進行分類。分類的方法可以有多種,使用fileter(過濾器)就是其中之一。使用filter(過濾器)分類時,內核會調用附屬於這個類(class)的所有過濾器,直到返回一個判決。如果沒有判決返回,就作進一步的處理,而處理方式和QDISC有關。
需要注意的是,filter(過濾器)是在QDisc內部,它們不能作為主體。


CLASSLESS QDisc(不可分類QDisc)
無類別QDISC包括:
[p|b]fifo
使用最簡單的qdisc,純粹的先進先出。只有一個參數:limit,用來設置隊列的長度,pfifo是以數據包的個數為單位;bfifo是以字節數為單位。
pfifo_fast
在編譯內核時,如果打開了高級路由器(Advanced Router)編譯選項,pfifo_fast就是系統的標准QDISC。它的隊列包括三個波段(band)。在每個波段裡面,使用先進先出規則。而三個波段(band)的優先級也不相同,band 0的優先級最高,band 2的最低。如果band裡面有數據包,系統就不會處理band 1裡面的數據包,band 1和band 2之間也是一樣。數據包是按照服務類型(Type of Service,TOS)被分配多三個波段(band)裡面的。
red
red是Random Early Detection(隨機早期探測)的簡寫。如果使用這種QDISC,當帶寬的占用接近於規定的帶寬時,系統會隨機地丟棄一些數據包。它非常適合高帶寬應用。
sfq
sfq是Stochastic Fairness Queueing的簡寫。它按照會話(session--對應於每個TCP連接或者UDP流)為流量進行排序,然後循環發送每個會話的數據包。
tbf
tbf是Token Bucket Filter的簡寫,適合於把流速降低到某個值。
不可分類QDisc的配置
如果沒有可分類QDisc,不可分類QDisc只能附屬於設備的根。它們的用法如下:
tc qdisc add dev DEV root QDISC QDISC-PARAMETERS

要刪除一個不可分類QDisc,需要使用如下命令:

tc qdisc del dev DEV root

一個網絡接口上如果沒有設置QDisc,pfifo_fast就作為缺省的QDisc。


CLASSFUL QDISC(分類QDisc)
可分類的QDisc包括:
CBQ
CBQ是Class Based Queueing(基於類別排隊)的縮寫。它實現了一個豐富的連接共享類別結構,既有限制(shaping)帶寬的能力,也具有帶寬優先級管理的能力。帶寬限制是通過計算連接的空閒時間完成的。空閒時間的計算標准是數據包離隊事件的頻率和下層連接(數據鏈路層)的帶寬。
HTB
HTB是Hierarchy Token Bucket的縮寫。通過在實踐基礎上的改進,它實現了一個豐富的連接共享類別體系。使用HTB可以很容易地保證每個類別的帶寬,雖然它也允許特定的類可以突破帶寬上限,占用別的類的帶寬。HTB可以通過TBF(Token Bucket Filter)實現帶寬限制,也能夠劃分類別的優先級。
PRIO
PRIO QDisc不能限制帶寬,因為屬於不同類別的數據包是順序離隊的。使用PRIO QDisc可以很容易對流量進行優先級管理,只有屬於高優先級類別的數據包全部發送完畢,才會發送屬於低優先級類別的數據包。為了方便管理,需要使用iptables或者ipchains處理數據包的服務類型(Type Of Service,ToS)。
操作原理
類(Class)組成一個樹,每個類都只有一個父類,而一個類可以有多個子類。某些QDisc(例如:CBQ和HTB)允許在運行時動態添加類,而其它的QDisc(例如:PRIO)不允許動態建立類。
允許動態添加類的QDisc可以有零個或者多個子類,由它們為數據包排隊。

此外,每個類都有一個葉子QDisc,默認情況下,這個葉子QDisc使用pfifo的方式排隊,我們也可以使用其它類型的QDisc代替這個默認的QDisc。而且,這個葉子葉子QDisc有可以分類,不過每個子類只能有一個葉子QDisc。

當一個數據包進入一個分類QDisc,它會被歸入某個子類。我們可以使用以下三種方式為數據包歸類,不過不是所有的QDisc都能夠使用這三種方式。

tc過濾器(tc filter)
如果過濾器附屬於一個類,相關的指令就會對它們進行查詢。過濾器能夠匹配數據包頭所有的域,也可以匹配由ipchains或者iptables做的標記。
服務類型(Type of Service)
某些QDisc有基於服務類型(Type of Service,ToS)的內置的規則為數據包分類。
skb->priority
用戶空間的應用程序可以使用SO_PRIORITY選項在skb->priority域設置一個類的ID。
樹的每個節點都可以有自己的過濾器,但是高層的過濾器也可以直接用於其子類。
如果數據包沒有被成功歸類,就會被排到這個類的葉子QDisc的隊中。相關細節在各個QDisc的手冊頁中。


命名規則
所有的QDisc、類和過濾器都有ID。ID可以手工設置,也可以有內核自動分配。
ID由一個主序列號和一個從序列號組成,兩個數字用一個冒號分開。


QDISC
一個QDisc會被分配一個主序列號,叫做句柄(handle),然後把從序列號作為類的命名空間。句柄采用象10:一樣的表達方式。習慣上,需要為有子類的QDisc顯式地分配一個句柄。

類(CLASS)
在同一個QDisc裡面的類分享這個QDisc的主序列號,但是每個類都有自己的從序列號,叫做類識別符(classid)。類識別符只與父QDisc有關,和父類無關。類的命名習慣和QDisc的相同。

過濾器(FILTER)
過濾器的ID有三部分,只有在對過濾器進行散列組織才會用到。詳情請參考tc-filters手冊頁。
單位
tc命令的所有參數都可以使用浮點數,可能會涉及到以下計數單位。
帶寬或者流速單位:

kbps
千字節/秒
mbps
兆字節/秒
kbit
KBits/秒
mbit
MBits/秒
bps或者一個無單位數字
字節數/秒
數據的數量單位:

kb或者k
千字節
mb或者m
兆字節
mbit
兆bit
kbit
千bit
b或者一個無單位數字
字節數
時間的計量單位:
s、sec或者secs

ms、msec或者msecs
分鐘
us、usec、usecs或者一個無單位數字
微秒

TC命令
tc可以使用以下命令對QDisc、類和過濾器進行操作:
add
在一個節點裡加入一個QDisc、類或者過濾器。添加時,需要傳遞一個祖先作為參數,傳遞參數時既可以使用ID也可以直接傳遞設備的根。如果要建立一個QDisc或者過濾器,可以使用句柄(handle)來命名;如果要建立一個類,可以使用類識別符(classid)來命名。

remove
刪除有某個句柄(handle)指定的QDisc,根QDisc(root)也可以刪除。被刪除QDisc上的所有子類以及附屬於各個類的過濾器都會被自動刪除。

change
以替代的方式修改某些條目。除了句柄(handle)和祖先不能修改以外,change命令的語法和add命令相同。換句話說,change命令不能一定節點的位置。

replace
對一個現有節點進行近於原子操作的刪除/添加。如果節點不存在,這個命令就會建立節點。

link
只適用於DQisc,替代一個現有的節點。

歷史
tc由Alexey N. Ku.netsov編寫,從Linux 2.2版開始並入Linux內核。
SEE ALSO
tc-cbq(8)、tc-htb(8)、tc-sfq(8)、tc-red(8)、tc-tbf(8)、tc-pfifo(8)、tc-bfifo(8)、tc-pfifo_fast(8)、tc-filters(8)

作者
本手冊頁由bert hubert([email protected])負責維護。

中文版翻譯:nixe0n(nixeon@linuxaid.com.cn)

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