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TCを使用して、特定のポートの発信/受信帯域幅と待機時間を制限します。

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TCを使用して、特定のポートの発信/受信帯域幅と待機時間を制限します。

TCを使用して特定のポートを介して入出力帯域幅の待ち時間を制限しようとしていますが、100％動作させることはできません。私が正しくやっているかどうかはわかりません。

Google で ping を実行すると待ち時間が長くなります。 iperfを使用してポート5001を介した帯域幅をテストしました。帯域幅調整は、次の設定が適用されたクライアントで機能するようです（クライアントはiperf -s、受信）。ただし、このクライアントを使用して他のクライアントに接続すると（送信）、帯域幅は1〜2 Mbitに制限されます。 5Mbitが予想されます。

たとえば、私が望むのは、レイテンシを100msに設定し、帯域幅の出力/入力制限を5mbitに設定することです。これらのルールはすべてポート5001に適用されます。私は正しい道を進んでいますか、またはTCの概念を誤解していますか？

Ip link add name ifb0 type ifb 2>/dev/null || :
Ip link set dev ifb0 up
Tc qdisc add dev ifb0 root handle 1: htb
Tc class dev ifb0 parent 1: classid 1:20 htb rate 5mbit
Tc qdisc add dev ifb0 parent 1:20 handle 20: sfq perturb 10
Tc filter add dev ifb0 parent 1: protocol ip prio 1 basic match ‘cmp(u16 at 2 layer transport eq 5001)’ flowid 1:20
Tc qdisc add dev ens192 root netem delay 200ms
Tc qdisc add dev ens192 ingress
Tc filter add add dev ens192 ingress protocol ip basic match ‘cmp(u16 at 2 layer transport eq 5001)’ action mirred egress redirect dev ifb0

ベストアンサー1

これは、数年前に私のISPがバッファ拡張の問題に遭遇したときに実行したスクリプトです。rootとで実行する必要がありますstartがなくてもstop実行できます。statusroot

#!/bin/bash
# Traffic shaping script (AQM, fq_codel+tbf)
# Copyright 2018,2019 Mikko Rantalainen <[email protected]>
# License: MIT (X11)
# Usage:
#   21/0.8 Mbps connection (ADSL2): DOWNLINK_RATE=21.7Mbit UPLINK_RATE=0.8Mbit TBF_LATENCY=500ms DOWNLINK_BURST=1500 UPLINK_BURST=1500 bin/traffic-shaping start
#   100/100 Mbps connection: ./traffic-shaping
#   1/1 GBps connection: DOWNLINK_RATE=1Gbit UPLINK_RATE=1Gbit TBF_LATENCY=15ms bin/traffic-shaping start
# Note that using low TBF_LATENCY will require powerful CPU.
#
# See also: https://www.bufferbloat.net/projects/codel/wiki/Best_practices_for_benchmarking_Codel_and_FQ_Codel/
# See also: http://www.jfcarter.net/~jimc/documents/voip-qos-1609.html
# TODO: man 7 tc-hfcs (instead of tbf)
# TODO: try to limit bandwidth using fq_codel only (get rid of tbf) - https://gist.github.com/eqhmcow/939373/8d2e8ad745a7e0a8ddb21abde42538034c2ea65b
#   
set -e # abort if a command returns non-zero status (failed)
#set -x # verbose execution

# Note: ip route sometimes outputs multiple lines with prefix "default", use the first one
DEV="${DEV:=$(ip route | grep "^default " | head -n1 | grep -Po "(?<=dev )[^ ]+")}"

# ingress:
DOWNLINK_RATE="${DOWNLINK_RATE:=103000kbit}" # or e.g. "21.5Mbit"
# egress:
UPLINK_RATE="${UPLINK_RATE:=102000kbit}"

CODEL_INTERVAL="${CODEL_INTERVAL:=100ms}" # usually 100ms, high speed links with low latency may need lower values
CODEL_TARGET="${CODEL_TARGET:=5ms}" # unit "us" is also available, usually 5%-10% of CODEL_INTERVAL
CODEL_LIMIT="${CODEL_LIMIT:=1001}" # decrease to reduce latency, too low values will limit throughput
CODEL_FLOWS="${CODEL_FLOWS:=1024}"

# set burst as high as possible without causing dropped packets at the start of the connections
DOWNLINK_BURST="${DOWNLINK_BURST:=8000}"
UPLINK_BURST="${UPLINK_BURST:=55000}"

TBF_LATENCY="${TBF_LATENCY:=10ms}" # set to lower latency to improve control over bandwidth limiting, UPLINK_BURST bytes must be able to be sent in this time


IFB="$DEV.in" # logically this should be $DEV.ingress but max limit might be exceeded (e.g. dev = enp0s29u1u6 -> enp0s29u1u6.ingress is too long

INITCWND="${INITCWND:=15}" # initial congestion window, decrease if packet loss is seen
INITRWND="${INITRWND:=30}" # initial receiving window (advertised from client to servers), can be safely pretty high if you have lots of bandwidth (Windows and OS X have this near 40)

# See also: https://www.cdnplanet.com/blog/tune-tcp-initcwnd-for-optimum-performance/

# See also: https://www.acc.umu.se/~maswan/linux-netperf.txt

# See also: http://intronetworks.cs.luc.edu/1/html/newtcps.html

# See also: https://www.ietf.org/proceedings/84/slides/slides-84-iccrg-1.pdf

configure_shaping()
{
    # EGRESS (outgoing traffic, "uploads"):

    # setup bandwidth limiting:
    tc qdisc add dev "$DEV" root handle 1: tbf rate "$UPLINK_RATE" burst "$UPLINK_BURST" latency "$TBF_LATENCY"

    # setup fq_codel for bandwidth shaping
    tc qdisc add dev "$DEV" parent 1: fq_codel quantum 300 limit "$CODEL_LIMIT" target "$CODEL_TARGET" interval "$CODEL_INTERVAL" flows "$CODEL_FLOWS" noecn

    # INGRESS (incoming traffic, "downloads"):

    ip link show ifb0 >&/dev/null && HAD_IFB0=1 || HAD_IFB0=0
    ip link show ifb1 >&/dev/null && HAD_IFB1=1 || HAD_IFB1=0

    # setup bandwidth limiting (ingress limiting needs IFB or Intermediate Functional Block, see https://wiki.linuxfoundation.org/networking/ifb):
    tc qdisc add dev "$DEV" handle ffff: ingress
    ip link add name "$IFB" type ifb
    tc qdisc add dev "$IFB" root handle 1: tbf rate "$DOWNLINK_RATE" burst "$DOWNLINK_BURST" latency "$TBF_LATENCY"

    # setup fq_codel for bandwidth shaping
    tc qdisc add dev "$IFB" parent 1: fq_codel quantum 300 limit "$CODEL_LIMIT" target "$CODEL_TARGET" interval "$CODEL_INTERVAL" flows "$CODEL_FLOWS" ecn
    ip link set dev "$IFB" up

    # connect ingress filtering to actual WAN device
    tc filter add dev "$DEV" parent ffff: protocol all prio 10 u32 match u32 0 0 flowid 1:1 action mirred egress redirect dev "$IFB"

    # Configure initcwnd and initrwnd
    # Note that "ip route" sometimes emit multiple lines with prefix "default" - we'll use first one always
    ip route change $(ip route | grep ^default | head -n1) initcwnd "$INITCWND" initrwnd "$INITRWND"

    ## configure CDG congestion control algorithm
    ##modprobe tcp_cdg && echo cdg > /proc/sys/net/ipv4/tcp_congestion_control
    
    # cubic seems to be better overall with AQM, let's tune it
    echo cubic > /proc/sys/net/ipv4/tcp_congestion_control || true
    echo 13 > /sys/module/tcp_cubic/parameters/hystart_low_window

    echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_slow_start_after_idle
    
    # TODO: try modprobe tcp_westwood
    
    # Remove any offloading that increases latency (Note that if you don't have enough CPU power, this may reduce max bandwith!)
    # Note that due ethtool braindamage, the names used here do not match with ethtool --show-offload, see 'man ethtool' for details!
    # ignore possible errors and keep going
    ethtool --offload "$DEV" gso off || true
    ethtool --offload "$DEV" gro off || true
    ethtool --offload "$DEV" tx off || true
    ethtool --offload "$DEV" rx off || true
    ethtool --offload "$DEV" rxvlan off || true
    ethtool --offload "$DEV" txvlan off || true
    
    # cleanup broken ip link add ... type ifb sometimes creating extra ifb links (called "ifb0" and "ifb1")
    test "$HAD_IFB0" = "0" && ip link show ifb0 >&/dev/null && ip link del ifb0
    test "$HAD_IFB1" = "0" && ip link show ifb1 >&/dev/null && ip link del ifb1
}

remove_shaping()
{
#set -x
    tc qdisc list | grep -q "ingress" && tc qdisc del dev "$DEV" ingress || true
    # Note: we need to avoid removing root qdisc in case this kernel defaults to fq_codel, "qdisc list" will output "fq_codel 0:" for root qdisc so we look for something different
    tc qdisc list | grep -q "fq_codel [1-9]" && tc qdisc del dev "$DEV" root || true
    ip link show | grep -q "$IFB" && ip link del "$IFB" || true

    # configure CDG congestion control algorithm
    modprobe tcp_cdg && echo cdg > /proc/sys/net/ipv4/tcp_congestion_control || true
#set +x
}

status()
{
        echo "─── queue discipline configuration: ──────────────────"
        tc qdisc list
        echo "   TIP: use e.g. 'sudo tc qdisc del dev $DEV ingress' to remove ingress filtering"
        echo "   TIP: use e.g. 'sudo tc qdisc del dev $DEV root' to remove egress filtering"
        echo "─── ip link show: ────────────────────────────────────"
        ip link show
        echo "   TIP: use e.g. 'sudo ip link del $IFB' to remove ingress device"
}

color_status()
{
    status | grep --color=auto -E "^|$DEV|$IFB|rate [^ ]+"
}

# handle parameters

ACTION="$1"
shift || true

while [ ! -z "$1" ]
do
    case "$1" in
        -v|--verbose)
            echo "Device: $DEV"
            echo "Downlink rate (ingress): $DOWNLINK_RATE"
            echo "Uplink rate (egress): $UPLINK_RATE"
            set -x
            ;;
        *)
            if [ ! -z "$2" ]; then
                echo "Unknown parameter: '$2'" 1>&2
                exit 1
            fi
            ;;
    esac
    shift || true
done

case "$ACTION" in
    start)
        remove_shaping
        configure_shaping
        ;;
    stop)
        remove_shaping
        ;;
    status)
        color_status
        ;;
    restart)
        remove_shaping
        configure_shaping
        ;;
    *)
        echo "Unknown action: $1" 1>&2
        echo "Usage: $0 <start|stop|restart|status> [--verbose|-v]" 1>&2
        exit 1
esac

スクリプトの使用方法は、たとえばスクリプトを保存して実行ビットを有効にした状態でtraffic-shaping実行することです。chmod a+x traffic-shapingその後、ファイルのデフォルト値を変更したり、環境変数を使用してスクリプトを構成したりできます。たとえば、100/100 Mbps 接続がある場合は、次を実行できます。

DOWNLINK_RATE=95Mbit UPLINK_RATE=95Mbit TBF_LATENCY=25ms ./traffic-shaping start

のようにroot。実行するには、デフォルト設定を復元してください。

./traffic-shaping stop

現在の実行状態を表示します。

./traffic-shaping stop

上記の設定は永続的ではないため、起動するたびにスクリプトを再実行する必要があります。私はこれをUbuntu（PREEMPT）Linuxカーネルlow-latencyで使用したので、カーネルがどのような待ち時間を導入するのかTBF_LATENCY=10msわかりません。カーネルで実行している場合は、設定が必要な場合があります。環境変数を設定せずに実行すると、カーネルへの100/100 Mbps FTTH接続に使用する独自の構成が生成されます。接続速度が20 Mbps未満の場合は、新しい接続を開始するときに一時的な急増によってパケット損失が発生しないように設定することをお勧めします。遅いアップリンクの場合は、高速サーバーに最初に接続するとき（Webブラウザトラフィックなど）、パケット損失/長い待ち時間が発生した場合に減らす必要があります（このスクリプトのデフォルトは15）。 7〜10の範囲の値は、1Mbps接続に適している必要があります。genericTBF_LATENCY=40msgenericstartlow-latencyDOWNLINK_BURST=1500 UPLINK_BURST=1500INITCWND

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