Bert Hubert - Linux Advanced Routing & Traffic Control HOWTO

• Название: Linux Advanced Routing & Traffic Control HOWTO
• Автор: Bert Hubert
• Жанр: Программное обеспечение

Оригинальную версию документа вы найдете по адресу http://lartc.org/.

Практическое руководство по применению iproute2 (и в меньшей степени netfilter) для управления трафиком.

---

Длина этой очереди определяется конфигурацией интерфейса, просмотреть которую можно командами ifconfig и ip. Для задания очереди длиной 10, выполните: ifconfig eth0 txqueuelen 10.

Вы не можете управлять этим параметром при помощи утилиты tc.

9.2.2. Token Bucket Filter

Token Bucket Filter (TBF) простая дисциплина очереди, которая передает поступающие пакеты со скоростью не превышающей административно заданный порог, но с возможностью превышающих его коротких всплесков.

TBF очень точная дисциплина, при этом она не создает серьезных нагрузок на сеть и процессор. Если вам нужно просто ограничить скорость на интерфейсе, то это первый кандидат на использование.

Реализована TBF в виде буфера, постоянно заполняющегося токенами с заданой скоростью. Наиболее важным параметром буфера является его размер, определяющий количество хранимых токенов.

Каждый прибывающий токен сопоставляеться с одним пакетом данных из очереди после чего удаляется. Связав этот алгоритм с двумя потоками — токенов и данных, получим три возможных ситуации:

• Данные прибывают со скоростью равной скорости входящих токенов. В этом случае каждый пакет имеет соответствующий токен и проходит очередь без задержки.

• Данные прибывают со скоростью меньшей скорости поступления токенов. В этом случае лишь часть существующих токенов будет уничтожаться, потому они станут накапливаться до размера буфера. Далее, накопленные токены могут использоваться при всплесках, для передачи данных со скоростью превышающей скорость пребывающих токенов.

• Данные прибывают быстрее, чем токены. Это означает, что в буфере скоро не останеться токенов, что заставит дисциплину приостановить передачу данных. Эта ситуация называется "превышением". Если пакеты продолжают поступать, они начинают уничтожаться.

Последняя ситуация очень важна, поскольку позволяет административно ограничивать доступную полосу пропускания.

Накопленные токены позволяют пропускать короткие всплески, но при продолжительном превышении пакеты будут задерживаться, а в крайнем случае – уничтожаться.

Учтите, что в реальной реализации дисциплины, токены соответствуют байтам, а не пакетам.

9.2.2.1. Параметры и использование

Не смотря на то, что вам вероятно ничего не придется менять, дисциплина TBF имеет определенные параметры. В первую очередь это:

limit или latency

Limit — это количество байт, которые могут быть помещены в очередь ожидания токенов. Эту же величину можно задать параметром latency, который определяет максимальный "возраст" пакета в очереди TBF. В последнем случае, во внимание принимается размер буфера, скорость и, если задана, пиковая скорость (peakrate).

burst/buffer/maxburst

Размер буфера в байтах. Максимальное количество байт, для которых токены могут быть доступны мгновенно. В целом, чем больше граничная скорость, тем больше должен быть размер буфера. Например, для ограничения на скорости 10 мбит/с на платформе Intel, вам нужен буфер размером как минимум 10 Кбайт, чтоб достичь заявленной скорости!

Если буфер слишком мал, пакеты могут уничтожаться. Это связано с тем, что каждый тик таймера будет генерироваться больше токенов, чем может поместиться в вашем буфере.

mpu

Пакет нулевого размера все равно использует полосу пропускания. В сетях ethernet, любой пакет имеет размер не менее 64 байт. MPU задает минимальное количество токенов для пакета.

rate

Ограничение скорости.

Если буфер заполнен токенами, то поступающие пакеты будут проходить очередь без всяких задержек. Если вас это не устраивает, используйте следующие параметры:

peakrate

Если на момент поступление пакета есть свободные токены, пакет пройдет очередь без каких-либо задержек. Так сказать, со скоростью света. Возможно, это не совсем то, чего вы хотите, особенно если вы используете большой буфер.

Параметр peakrate задает скорость, с которой элемент может проходить очередь. Согласно теории, это достигается организацией достаточной задержки между проходящими пакетами.

mtu/minburst

По умолчанию, значение mtu равно одному пакету, т.е. за раз проходит только один пакет.

9.2.2.2. Пример конфигурации

Простая, но очень полезная конфигурация:

# tc qdisc add dev ppp0 root tbf rate 220kbit latency 50ms burst 1540

Чем же она так замечательна? Если у вас есть сетевое устройство с большой очередью, такое как DSL или кабельный модем, а вы обмениваетесь с ним данными через быстрое соединение, например ethernet, вы обнаружите, что закачки полностью уничтожают возможность интерактивной работы.

Это связано с тем, что закачки заполняют очередь модема, которая часто очень большая. Большой размер очереди позволяет достичь хороших результатов при передаче больших объемов данных, но ведь это не совсем то, что вам нужно. Вы хотите, чтобы оставалась интерактивность и вы могли бы делать еще что-то полезное во время закачки.

Приведенная команда ограничивает скорость отправки данных так, чтобы очередь в модеме не образовывалась. Таким образом, очередь будет находится в Linux, где мы можем контролировать ее размер.

Замените 220 Кбит на реальную скорость, минус несколько процентов. Если у вас действительно быстрый модем, можете немного увеличить параметр burst.

9.2.3. Stochastic Fairness Queueing.

Stochastic Fairness Queueing (SFQ) – простая реализация семейства алгоритмов справедливой очередизации. Она не так точна, как другие дисциплины, но требует меньше расчетов, и при этом поровну распределяет доступную полосу пропускания между сеансами.

Ключевым понятием в SFQ является диалог (или поток), который приблизительно соответствует сеансу TCP или потоку UDP. Трафик делится на достаточное количество очередей типа FIFO, по одной на каждый диалог. После этого, все очереди обрабатываются в циклическом порядке, тем самым обеспечивая каждому сеансу равные шансы на передачу данных.

Благодаря этому достигается очень ровное поведение, которое не позволяет какому-либо диалогу подавлять остальные. SFQ называется "стохастической", т.к. на самом деле для каждого сеанса очередь не формируется, а трафик делится на ограниченое количество очередей на основе хеш-алгоритма.

Из-за использования хеша, несколько сессий могут попасть в одну и ту же очередь, что уменьшает шансы на передачу каждого сеанса. Для того, чтобы эта проблема не ощущалась, SFQ часто меняет алгоритм хеширования, поэтому, если сессии и попадут в одну очередь, длиться это будет лишь несколько секунд.

Стоит заметить, что SFQ эффективен только если исходящий интерфейс полностью загружен! В противном случае очередь будет отсутствовать и, следовательно, никакого положительного эффекта наблюдаться не будет. Позже мы рассмотрим варианты комбинирования SFQ с другими дисциплинами для достижения наилучшего результата.

В частности, применение SFQ на ethernet интерфейсе к которому подключен кабельный модем или DSL маршрутизатор совершенно бессмыслено без органичения полосы пропускания!

9.2.3.1. Параметры и использование

SFQ в значительной степени самоконфигурирующаяся:

perturb

Интервал изменения алгоритма хеширования. Если не задан – алгоритм меняться не будет, что не рекомендуется. Хорошим значением является 10 секунд.

quantum

Количество байт выводимых из очереди за один раз. По-умолчанию равно 1 пакету максимально возможного размера (MTU). Не устанавливайте этот параметр меньшим этого значения!

limit

Общее количество пакетов, которые могут быть помещены в очередь SFQ (последующие пакеты будут уничтожаться).

9.2.3.2. Пример конфигурации

Если у вас есть устройство, скорость соединения которого равна доступной полосе пропускания, например модем, следующий пример обеспечит разделение его возможностей между всеми пользователями:

# tc qdisc add dev ppp0 root sfq perturb 10

# tc –s –d qdisc ls

qdisc sfq 800c: dev ppp0 quantum 1514b limit 128p flows 128/1024 perturb 10sec

 Sent 4812 bytes 62 pkts (dropped 0, overlimits 0)

 Число 800c: это автоматически присваиваемый дескриптор, параметр limit говорит, что в очереди может находиться до 128 пакетов. Доступно 1024 хеш-буфера, из которых 128 может быть активно (максимальное число пакетов в очереди). Каждые 10 секунд хеши будут перенастраиваться.

9.3. Какие типы дисциплин нужно использовать.

Обобщая вышесказанное: мы рассмотрели простые дисциплины очередей, которые управляют трафиком переупорядочиванием, задержкой или уничтожением пакетов.