TC(HTB)+iptables作流量控制

一、环境和要求

线路：ADSL：2M/512K

eth0:10.0.0.136,外网口

eth1:192.168.1.1,内网口

业务需求：保证正常的网页浏览，FTP，SMTP，POP3，对其它的所有应用加以限制，以免影响正常业务的使用。

1、让交互数据包保持较低的延迟时间,也就是说上载或下载文件不会打扰SSH/telnet等。

2、上载或下载期间有合理的速率用于网页浏览,即使http属于一种大量数据传输，也不应受其它传输影响太大

3、对FTP-data限速，不会占用所有带宽

4、对SMTP，pop3限速

5、对未分类的进行限制，以免影响

6、保证上载不会影响下载，上载数据流会影响下载的速率，这是相当普遍的现象。

7、对每个IP的下载速率进行限制

8、取得空闲带宽的优先级别如：交互数据，FTP-data,smtp,pop3；网页浏览，其它业务优先级别最低

二、方法

1、(eth0)使用HTB分成五类：如下图

+---------+

| root 1: |

+---------+

+--------------------------------+

| class 1:1 |

+--------------------------------+

+----+ +----+ +----+ +----+ +----+

|1:11| |1:12| |1:13| |1:14| |1:15|

+----+ +----+ +----+ +----+ +----+

classid 1:11：

1）这个类优先权最高。拥有最低的延迟并最先取得空闲带宽，因此要设置这个类的峰值速率。

ssh、telnet、dns、quake3、irc,ftp控制，smtp命令和带有SYN标记的数据包都应属于这一类。

2)为了保证上行数据流不会伤害下行流，我们还要把ACK数据包排在队列前面。这就是当发生大批量数据流的时

候，双向传输均受到严重影响的原因。因为下行数据的ACK必须同上行流进行竞争，并在处理过程中被延迟。

3)限制上载速率:把上载速率限制在比可用带宽稍小一些的位置上，于是你的MODEM中就不会形成队列了。

4)排除了下行队列(除了偶尔的突发)，保证交互数据包永远排在上行队列的最前面。

classid 1:12：大批量传输的类。主要用来处理浏览网页的数据包，目标端口80,8080,443,8443的包。

classid 1:13:此类是拥用最大吞吐TOS位的数据包。用于处理目的地址为xxxx的FTP-data。

classid

1:14：这里是邮件(SMTP、pop3)相关和TOS要求最小成本的数据流。用于处理目的地址为xxxx的smtp,pop3服务

classid 1:15：最后是经过NAT进行大批量传输的机器，以保证他们不会妨碍正常服务。

2、(eth0)限制下载速率：。丢掉那些太快到来的数据包，不让他们导致TCP/IP的速率低于我们期望的速率。因

为我们不希望轻易地丢弃数据包，所以我们要配置“burst”来容纳突发传输。

3、(eth1)限制下载速率：对每一个IP限制最高下载速率

三、流量控制步骤

1、队列处理

#脚本：用384kbps作为峰值速率，调整CEIL为上行速率的75%。

#Set the following values to somewhat lesss than your actual download and uplink speed.

DOWNLINK=2000

UPLINK=384

#清空已有的队列，并把出错消息清空

#clean existing down and uplink qdiscs,put the errors to /dev/null

tc qdisc del dev eth0 root 2> /dev/null > /dev/null

tc qdisc del dev eth0 ingress 2> /dev/null > /dev/null

tc qdisc del dev eth1 root 2> /dev/null > /dev/null

########################################uplink###########################################

#建立HTB父类，默认数据由1：15这个类通走

#install root HTB,point default traffic to 1:15:

tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 15

#设定uplink的最大速率。

#shape everything at $UPLINK speed -this prevents huge queues in your DSL modem which destroy

latency:

# main class

tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:1 htb rate ${UPLINK}kbit ceil ${UPLINK}kbit

#分类，1：11为最高优先级别，stmp,pop3,ftp-data次之，网页浏览再次之。并对每个类限制了最高速率。

#high prio class 1:11:

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:11 htb rate 128kbit ceil 128kbit prio 0

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:12 htb rate 128kbit ceil ${UPLINK}kbit prio 2

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:13 htb rate 32kbit ceil ${UPLINK}kbit prio 1

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:14 htb rate 32kbit ceil ${UPLINK}kbit prio 1

#bulk &default class 1:15 -gets slightly less traffic,and a lower priority:

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:15 htb rate 16kbit ceil ${UPLINK}kbit prio 3

可以在类下面再附加上另一个队列规定，以保证带宽的公平使用：

#bost get Stochastic Fairness:

tc qdisc add dev eth0 parent 1:12 handle 12: sfq perturb 10

tc qdisc add dev eth0 parent 1:13 handle 13: sfq perturb 10

tc qdisc add dev eth0 parent 1:14 handle 14: sfq perturb 10

tc qdisc add dev eth0 parent 1:15 handle 15: sfq perturb 10

2、分类：

上面的队列处理中等于把所有发出的数据包都送给了1:15

(tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 15)。

现在应该需要告诉机器那些数据包走哪条路。设置过滤器以便用iptables对数据包进行分类。

　可以通过RETURN方法避免遍历所有的规则。

#TOS Mininum Delay (ssh,telnet) in 1:11:

tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 handle 1 fw classid 1:11

#80,8080,443 in 1:12

tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 2 handle 2 fw classid 1:12

#ftp-data in 1:13

tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 3 handle 3 fw classid 1:13

#smtp,pop3 in 1:14

tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 4 handle 4 fw classid 1:14

tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 5 handle 5 fw classid 1:15

这样数据包会有一个特定的FWMARK标记值(hanlde x fw)，表明它应该送给哪个类( classid x)。

后面要给数据包打标记。

3、丢掉那些太快到来的数据包，不让他们导致TCP/IP的速率低于我们期望的速率。因为我们不希望轻易地丢弃数据包，所以我们要配置“burst”来容纳突发传输。,

　　########################################DOWNLINK###########################################

# install the ingress qdisc on the ingress

tc qdisc add dev eth0 handle ffff: ingress

# DROP everything thats coming in too fast:

tc filter add dev eth0 parent ffff: protocol ip prio 50 u32 match ip src 0.0.0.0/0 police rate ${DOWNLINK}kbit burst 10k drop flowid :1

4、对内网的IP速率进行限制

tc qdisc add dev eth1 root handle 2: htb

tc class add dev eth1 parent 2: classid 2:1 htb rate 128kbit ceil ${DOWNLINK}kbit

tc qdisc add dev eth1 parent 2:1 sfq

tc filter add dev eth1 parent 2:0 protocol ip prio 4 u32 match ip dst 192.168.1.0/24 flowid 2:1

四、现在对数据mark

1、首先启用ip转发，做NAT转换，并设定默认iptable策略：

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

iptables -P INPUT DROP

iptables -P OUTPUT DROP

iptables -P FORWARD DROP

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/255.255.255.0 -o eth0 -j SNAT --to-source

10.0.0.136

2、设置TOS的处理：

最小延迟的归第一类

iptables -t mangle -A PREROUTING -m tos --tos Minimize-Delay -j MARK --set-mark 0x1

iptables -t mangle -A PREROUTING -m tos --tos Minimize-Delay -j RETURN

这里是邮件(SMTP、pop3?)相关和TOS要求最小成本的数据流。

iptables -t mangle -A PREROUTING -m tos --tos Minimize-Cost -j MARK --set-mark 0x4

iptables -t mangle -A PREROUTING -m tos --tos Minimize-Cost -j RETURN

最后是路由器后面经过NAT进行大批量传输的机器。以保证他们不会妨碍正常服务。

iptables -t mangle -A PREROUTING -m tos --tos Maximize-Throughput -j MARK --set-mark 0x5

iptables -t mangle -A PREROUTING -m tos --tos Maximize-Throughput -j RETURN

3、给数据包打标记

类1：

提高tcp初始连接(也就是带有SYN的数据包)的优先权是非常明智的：

# tag all incoming SYN packets through eth0 as mark value

iptables -t mangle -I PREROUTING -p tcp -m tcp --tcp-flags SYN,RST,ACK SYN -j MARK --set-mark 0x1