使用iptables和tc对端口限速

Posted 2021-11-04 xingmuxin

    首先，我们来看一下tc，TC（Traffic Control）命令，是linux自带的告警流控命令。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。一般只能限制网卡发送的数据包，不能限制网卡接收的数据包，所以可以通过改变发送次序来控制传输速率。Linux流量控制主要是在输出接口排列时进行处理和实现的。

    限速场景，需要对当前设备的发包做限制。（其实本来想在接收包时做限制，但是tc只能对发包限制，收包限制不住）当前ens8端口为10GE光口，带宽可以达到1250MB/s。我们先限制总的网络流速为10000Mbit/s，然后再创建子类，将子类限制流速为100Mbit/s，最后再使用iptables命令将发包的端口与子类关联，达到对端口限速的目的。具体操作如下：

#查看现有的队列
tc -s qdisc ls dev eth0

#查看现有的分类
tc -s class ls dev eth0

#清理iptables Mangle规则
iptables -t mangle -F

#清理ens8上原有的队列类型
tc qdisc del dev ens8 root

#创建队列
tc qdisc add dev ens8 root handle 1:0 htb default 1 
#添加一个htb队列，绑定到eth0上，命名为1:0 ，默认归类为1
#handle：为队列命名或指定某队列

#创建分类
tc class add dev ens8 parent 1:0 classid 1:1 htb rate 10000Mbit
#为ens8下的root队列1:0添加一个分类并命名为1:1，类型为htb，带宽为10000M
#rate: 是一个类保证得到的带宽值.如果有不只一个类,请保证所有子类总和是小于或等于父类.

#创建一个子分类
tc class add dev ens8 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 100Mbit ceil 100Mbit
#为1:1类规则添加一个名为1:10的类，类型为htb，带宽为100M
#ceil: ceil是一个类最大能得到的带宽值.

#为了避免一个会话永占带宽,添加随即公平队列sfq. 
tc qdisc add dev ens8 parent 1:10 handle 10: sfq perturb 10 
#perturb：是多少秒后重新配置一次散列算法，默认为10秒 
#sfq，可以防止一个段内的一个ip占用整个带宽 

#使用u32创建过滤器 
tc filter add dev ens8 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32 match ip sport 46320 flowid 1:10 
#执行此步时总是报错（Illegal “match”） 注意flowid需要与classid相同

#上步执行报错，采用iptables方式限速
#创建过滤器并制定handle
tc filter add dev ens8 parent 1:0 protocol ip prio 1 handle 10 fw classid 1:10

#使用iptables对端口绑定tc队列
iptables -A OUTPUT -t mangle -p tcp --sport 46320 -j MARK --set-mark 10
#set-mark与classid相同

    完成上述配置后，当从端口46320发出去的包得到了限速，通过包大小以及包个数，传输包的时间大概统计出带宽值如下：

Trans data for 1000 times, average time for every process:
0.0513210330009
average time 0.0513210330009
bandwidth 11.1887605612 MB/s

带宽与设置的限速吻合，从其他端口发出去的包没有收到限制，带宽较大，如下：

Trans datafor 1000 times, average time for every process:
0.00130607795715
average time 0.00130607795715
bandwidth 439.651206771 MB/s

原理后续分析，未完待续。。。

 

 

 

参考博客

https://my.oschina.net/adailinux/blog/1631371

https://www.diannaobos.com/post/609.html