linux tc流量控制（二）：classful qdisc

classful qdisc是指可以作为class对象的父节点的qdisc，顾名思义，class是类别，用于进行数据包的分类。实际上，我们在设置class对象的时候，也会为其设置为一个classful qdisc值与其绑定，父classful qdisc的包会根据规则进入这些class中的其中一个，决定进入哪个class是由filter对象判断的（除了filter外，有些qdisc也会看TOS或者skb中的priority段）。class定义时指定的classful qdisc类型也会生效。我们可以进一步为class指定qdisc类型的子节点（既可以为classless也可以为classful）

qdisc和class的父子关系通过ID来指定，使用parent参数指定父节点的ID：

qdisc的ID格式为major:通过handle指定自己的ID。如果不手动指定，会被自动分配一个
class的ID格式为major:minor，通过classid指定自己的ID，这里major需要对应其父qdisc的major
为class指定qdisc的子节点时，同样使用handle自己的ID，parent id为class的ID，此时qdisc的id与class的id无关，且不能和class的major冲突，比较已经有qdisc使用了这个ID了

例如

root@ubuntu:~# tc qdisc add dev lo root handle 1: htb default 1
root@ubuntu:~# tc class add dev lo parent 1:0 classid 1:1 htb rate 10Mbit burst 15k
root@ubuntu:~# tc class add dev lo parent 1:1 classid 1:10 htb rate 10Mbit ceil 10Mbit burst 15k
root@ubuntu:~# tc qdisc add dev lo parent 1:10 handle 10: sfq perturb 10

以下三条命令的结果是一样的

# tc qdisc add dev lo root handle 1 htb default 1
# tc qdisc add dev lo root handle 1: htb default 1
# tc qdisc add dev lo root handle 1:75 htb default 1

# tc qdisc ls dev lo
qdisc htb 1: root refcnt 2 r2q 10 default 0x1 direct_packets_stat 8 direct_qlen 1000

设置class不能使用classless qdisc

root@ubuntu:~# tc class add dev lo parent 1: classid 1:8 tbf
Error: Qdisc "tbf" is classless.

但是可以给class子节点添加classless qdisc。事实上，即使不设置，也会默认给每个class添加一个classless的qdisc

root@ubuntu:~# tc qdisc add dev lo parent 1:2 handle 10 sfq perturb 10

class也可以作为class的子节点

root@ubuntu:~# tc class add dev lo parent 1:2 classid 1:15 htb rate 10Mbit burst 15k
root@ubuntu:~# tc class ls dev lo
class htb 1:2 root rate 10Mbit ceil 10Mbit burst 15Kb cburst 1600b 
class htb 1:3 root prio 0 rate 10Mbit ceil 10Mbit burst 15Kb cburst 1600b 
class htb 1:15 parent 1:2 prio 0 rate 10Mbit ceil 10Mbit burst 15Kb cburst 1600b 
class htb 1:7 root prio 0 rate 10Mbit ceil 10Mbit burst 15Kb cburst 1600b

filter命令，用于根据一定的规则，将包发送给某一个class，可以跨层级，下面是一个使用的例子：

root@ubuntu:~# tc qdisc add dev lo root handle 1:0 htb default 1
root@ubuntu:~# tc class add dev lo parent 1:0 classid 1:1 htb rate 10Mbit burst 15k
root@ubuntu:~# tc class add dev lo parent 1:1 classid 1:10 htb rate 10Mbit ceil 10Mbit burst 15k
root@ubuntu:~# tc qdisc add dev lo parent 1:10 handle 10: sfq perturb 10

root@ubuntu:~# tc filter add dev lo protocol ip parent 1: prio 1 u32 match ip dst 0.0.0.0/0 flowid 1:10

root@ubuntu:~# tc filter show dev lo 
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 00000000/00000000 at 16

该命令的含义为，使用ip这个过来的协议，如果ip的目标地址匹配到了0.0.0.0/0，那么就会发送到1:10的class进行进一步处理，且匹配的优先级为1。有意思的是，我们可以不为filter指定parent，filter会自动选择上面的和虚拟设备绑定的qdisc作为parent，

tc支持以下的classful qdisc
- ATM
- CBQ
- DRR
- DSMARK
- HFSC
- HTB
- PRIO
- QFQ

支持以下的filter
- basic
- bpf
- cgroup
- flow
- fw
- route
- rsvp
- tcindex
- u32
- matchall

这里介绍一下HTB这个classful qdisc。HTB全称为hierarchical token bucket，可以用来控制出口流量的带宽，同样基于之前文章中提到的令牌桶的算法。使用HTB可以将总带宽分成不同的部分，为每个部分分配带宽，也可以从其他部分借用带宽，即共享带宽，每个部分用于不同的目标。

举一个使用场景的使用例子，例如某网络上面有两台机器1.2.3.4和1.2.3.5，1.2.3.4向外部访问www及smtp服务，我们想限制1.2.3.4机器的整体出口带宽为40Mbps，其中www使用30Mbps，smtp使用10Mbps，1.2.3.5带宽为60Mbps，整体的带宽为100Mbps那么我们可以在网关的网络设备上这样配置。

tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 12
tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:1 htb rate 100Mbps ceil 100Mbps 
tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 30Mbps ceil 100Mbps
tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:11 htb rate 10Mbps ceil 100Mbps
tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:12 htb rate 60Mbps ceil 100Mbps
tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32 match ip src 1.2.3.4 match ip dport 80 0xffff flowid 1:10
tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32 match ip src 1.2.3.4 flowid 1:11

这里使用了u32过滤器对ip进行了匹配。

linux tc流量控制（二）：classful qdisc

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