最近安排一項工作給新來的實習生進行開展，即項目中有用到網絡限流的測試場景，沒有想到實習生竟然會將TC用到實際項目中，本文即整理了網上相關的知識點進行分享。

1. Linux 下的流量控制原理

通過對包的排隊，我們可以控制數據包的發送方式。這種控制，稱之為數據整形，shape the data，包括對數據的以下操作:

增加延時

丟包

重新排列

重復、損壞

速率控制 在 qdisc-class-filter 結構下，對流量進行控制需要進行三個步驟:

創建 qdisc 隊列 上面提到 Linux 是通過包的排隊進行流量的控制，那么首先得有一個隊列。

創建 class 分類 class 實際上，就是劃分流量策略分類。比如劃分兩檔流量限速 10MBps、20MBbs。

創建 filter 過濾 雖然創建了 class 分類，但是并沒有將任何的 IP、Port 綁定到 class 上，此時并不會有控制作用。還需要創建 filter 將指定的 IP、Port 綁定到 class 上，才能使流量控制 class 生效于資源。

TC 是 Linux 下提供的流量控制工具，也是 Cilium/eBPF 等網絡組件的核心基礎設施之一。

2. 限制指定 IP、Port 對本機的訪問速度

2.1 查看網卡

ifconfig

eth0:?flags=4163??mtu?1500
????????inet?1.1.1.1??netmask?255.255.254.0??broadcast?1.1.1.1
????????inet6?1:11??prefixlen?64??scopeid?0x20
????????ether?111:1??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

創建 qdisc 根隊列

tc?qdisc?add?dev?eth0?root?handle?1:?htb?default?1

創建第一級 class 綁定所有帶寬資源 注意這里的單位是 6 MBps，也就是 48 Mbps。

tc?class?add?dev?eth0?parent?1:0?classid?1:1?htb?rate?6MBps?burst?15k

創建子分類 class 可以創建多個子分類，對資源的流量進行精細化管理。

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

這里 ceil 設置的是上限，正常情況下限速為 6MBps，但網絡空閑時，可以達到 10 MBps。

創建過濾器 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

這里對 1.2.3.4 進行限制帶寬為 1:10，也就是 6MBps。當然，你也可以直接給網段 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

3. 限制本機對指定 IP、Port 的訪問速度

由于排隊規則主要是基于出口方向，不能對入口方向的流量（Ingress）進行限制。因此，我們需要將流量重定向到 ifb 設備上，再對 ifb 的出口流量（Egress）進行限制，以最終達到控制的目的。

3.1 啟用虛擬網卡

將在 ifb 設備

modprobe?ifb?numifbs=1

啟用 ifb0 虛擬設備

ip?link?set?dev?ifb0?up

3.2 配置 qdisc-class-filter

添加 qdisc

tc?qdisc?add?dev?eth0?handle?ffff:?ingress

重定向網卡流量到 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

下面是限速本機對指定 IP 訪問的監控圖? ?

進入的流量被限制在 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

4. 參考

https://arthurchiao.art/blog/lartc-qdisc-zh/ https://serverfault.com/questions/350023/tc-ingress-policing-and-ifb-mirroring

編輯：黃飛

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