如何在 Linux 下使用 TC 优雅的实现网络限流
马哥Linux运维
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2022-12-18 01:05
1. 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。
2. 限制指定 IP、Port 对本机的访问速度
2.1 查看网卡
ifconfig
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> 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<link>
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
3. 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 
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
4. 参考
https://arthurchiao.art/blog/lartc-qdisc-zh/ https://serverfault.com/questions/350023/tc-ingress-policing-and-ifb-mirroring
链接：https://url.hi-linux.com/UBhb0
（版权归原作者所有，侵删）
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