25.6. tc-ctinfo ユーティリティーを使用したパケットのレート制限の設定

手順

1. サーバーで次の手順を実行します。

   1. ネットワークインターフェイスに仮想リンクを追加します。

      # ip link add name ifb4eth0 numtxqueues 48 numrxqueues 48 type ifb

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

      このコマンドには次のパラメーターがあります。

      name ifb4eth0

      新しい仮想デバイスインターフェイスを設定します。

      numtxqueues 48

      送信キューの数を設定します。

      numrxqueues 48

      受信キューの数を設定します。

      type ifb

      新しいデバイスのタイプを設定します。

   2. インターフェイスの状態を変更します。

      # ip link set dev ifb4eth0 up

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

   3. 物理ネットワークインターフェイスに qdisc 属性を追加し、それを受信トラフィックに適用します。

      # tc qdisc add dev enp1s0 handle ffff: ingress

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

      handle ffff: オプションでは、handle パラメーターはデフォルト値としてメジャー番号 ffff: を enp1s0 物理ネットワークインターフェイス上のクラスフル qdisc に割り当てます。ここで、qdisc は、トラフィック制御を分析するためのキューイング規則パラメーターになります。

   4. パケットを分類するために、ip プロトコルの物理インターフェイスにフィルターを追加します。

      # tc filter add dev enp1s0 parent ffff: protocol ip u32 match u32 0 0 action ctinfo cpmark 100 action mirred egress redirect dev ifb4eth0

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

      このコマンドには次の属性があります。

      parent ffff:

      親 qdisc のメジャー番号 ffff: を設定します。

      u32 match u32 0 0

      パターン u32 の IP ヘッダーと一致 (match) するように、u32 フィルターを設定します。最初の 0 は、IP ヘッダーの 2 番目のバイトを表し、もう 1 つの 0 は、一致させるビットがどれであるかをフィルターに指示するマスク照合です。

      action ctinfo

      接続追跡マークからさまざまなフィールドにデータを取り出すアクションを設定します。

      cpmark 100

      接続追跡マーク (connmark) 100 をパケットの IP ヘッダーフィールドにコピーします。

      action mirred egress redirect dev ifb4eth0

      action を mirred に設定して、受信したパケットを宛先インターフェイス ifb4eth0 にリダイレクトします。

   5. クラスフル qdisc をインターフェイスに追加します。

      # tc qdisc add dev ifb4eth0 root handle 1: htb default 1000

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

      このコマンドは、メジャー番号 1 を root qdisc に設定し、マイナー ID 1000 のクラスフル qdisc を持つ htb 階層トークンバケットを使用します。

   6. インターフェイス上のトラフィックを 1 Mbit/s に制限し、上限を 2 Mbit/s にします。

      # tc class add dev ifb4eth0 parent 1:1 classid 1:100 htb ceil 2mbit rate 1mbit prio 100

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

      このコマンドには次のパラメーターがあります。

      parent 1:1

      classid を 1、root を 1 として parent を設定します。

      classid 1:100

      classid を 1:100 に設定します。ここで、1 は親 qdisc の数で、100 は親 qdisc のクラスの数です。

      htb ceil 2mbit

      htb のクラスフルな qdisc では、ceil レート制限として 2 Mbit/s の上限帯域幅が許可されます。

   7. クラスレス qdisc の Stochastic Fairness Queuing (sfq) を、60 秒の時間間隔でインターフェイスに適用して、キューアルゴリズムの摂動を軽減します。

      # tc qdisc add dev ifb4eth0 parent 1:100 sfq perturb 60

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

   8. ファイアウォールマーク (fw) フィルターをインターフェイスに追加します。

      # tc filter add dev ifb4eth0 parent 1:0 protocol ip prio 100 handle 100 fw classid 1:100

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

   9. 接続マーク (CONNMARK) からパケットのメタマークを復元します。

      # nft add rule ip mangle PREROUTING counter meta mark set ct mark

      Copy to Clipboard Toggle word wrap

      このコマンドでは、nft ユーティリティーにはチェーンルール仕様 PREROUTING を含む mangle テーブルがあり、ルーティング前に受信パケットを変更してパケットマークを CONNMARK に置き換えます。

   10. nft テーブルとチェーンが存在しない場合は、以下のようにテーブルを作成してチェーンルールを追加します。

       # nft add table ip mangle
       # nft add chain ip mangle PREROUTING {type filter hook prerouting priority mangle \;}

       Copy to Clipboard Toggle word wrap

   11. 指定された宛先アドレス 192.0.2.3 で受信した tcp パケットにメタマークを設定します。

       # nft add rule ip mangle PREROUTING ip daddr 192.0.2.3 counter meta mark set 0x64

       Copy to Clipboard Toggle word wrap

   12. パケットマークを接続マークに保存します。

       # nft add rule ip mangle PREROUTING counter ct mark set mark

       Copy to Clipboard Toggle word wrap

   13. -s パラメーターを使用して、iperf3 ユーティリティーをシステム上のサーバーとして実行すると、サーバーはクライアント接続の応答を待ちます。

       # iperf3 -s

       Copy to Clipboard Toggle word wrap

2. クライアント上で、iperf3 をクライアントとして実行し、IP アドレス 192.0.2.3 で定期的な HTTP 要求と応答のタイムスタンプをリッスンするサーバーに接続します。

   # iperf3 -c 192.0.2.3 | tee rate

   Copy to Clipboard Toggle word wrap

   192.0.2.3 はサーバーの IP アドレスで、192.0.2.4 はクライアントの IP アドレスです。

3. Ctrl+C を押して、サーバー上の iperf3 ユーティリティーを終了します。

   Accepted connection from 192.0.2.4, port 52128
   [5]  local 192.0.2.3 port 5201 connected to 192.0.2.4 port 52130
   [ID] Interval       	Transfer 	Bitrate
   [5]   0.00-1.00   sec   119 KBytes   973 Kbits/sec
   [5]   1.00-2.00   sec   116 KBytes   950 Kbits/sec
   ...
   [ID] Interval       	Transfer 	Bitrate
   [5]   0.00-14.81  sec  1.51 MBytes   853 Kbits/sec  receiver
   
   iperf3: interrupt - the server has terminated

   Copy to Clipboard Toggle word wrap

4. Ctrl+C を押して、クライアント上の iperf3 ユーティリティーを終了します。

   Connecting to host 192.0.2.3, port 5201
   [5] local 192.0.2.4 port 52130 connected to 192.0.2.3 port 5201
   [ID] Interval       	Transfer 	Bitrate     	Retr  Cwnd
   [5]   0.00-1.00   sec   481 KBytes  3.94 Mbits/sec	0   76.4 KBytes
   [5]   1.00-2.00   sec   223 KBytes  1.83 Mbits/sec	0   82.0 KBytes
   ...
   [ID] Interval       	Transfer 	Bitrate     	Retr
   [5]   0.00-14.00  sec  3.92 MBytes  2.35 Mbits/sec   32     sender
   [5]   0.00-14.00  sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec            receiver
   
   iperf3: error - the server has terminated

   Copy to Clipboard Toggle word wrap

検証

1. インターフェイス上の htb クラスと sfq クラスのパケット数に関する統計情報を表示します。

   # tc -s qdisc show dev ifb4eth0
   
   qdisc htb 1: root
   ...
    Sent 26611455 bytes 3054 pkt (dropped 76, overlimits 4887 requeues 0)
   ...
   qdisc sfq 8001: parent
   ...
    Sent 26535030 bytes 2296 pkt (dropped 76, overlimits 0 requeues 0)
   ...

   Copy to Clipboard Toggle word wrap

2. mirred アクションと ctinfo アクションのパケット数の統計情報を表示します。

   # tc -s filter show dev enp1s0 ingress
   filter parent ffff: protocol ip pref 49152 u32 chain 0
   filter parent ffff: protocol ip pref 49152 u32 chain 0 fh 800: ht divisor 1
   filter parent ffff: protocol ip pref 49152 u32 chain 0 fh 800::800 order 2048 key ht 800 bkt 0 terminal flowid not_in_hw (rule hit 8075 success 8075)
     match 00000000/00000000 at 0 (success 8075 )
       action order 1: ctinfo zone 0 pipe
         index 1 ref 1 bind 1 cpmark 0x00000064 installed 3105 sec firstused 3105 sec DSCP set 0 error 0
         CPMARK set 7712
       Action statistics:
       Sent 25891504 bytes 3137 pkt (dropped 0, overlimits 0 requeues 0)
       backlog 0b 0p requeues 0
   
       action order 2: mirred (Egress Redirect to device ifb4eth0) stolen
          index 1 ref 1 bind 1 installed 3105 sec firstused 3105 sec
       Action statistics:
       Sent 25891504 bytes 3137 pkt (dropped 0, overlimits 61 requeues 0)
       backlog 0b 0p requeues 0

   Copy to Clipboard Toggle word wrap

3. htb レートリミッターとその設定の統計情報を表示します。

   # tc -s class show dev ifb4eth0
   class htb 1:100 root leaf 8001: prio 7 rate 1Mbit ceil 2Mbit burst 1600b cburst 1600b
    Sent 26541716 bytes 2373 pkt (dropped 61, overlimits 4887 requeues 0)
    backlog 0b 0p requeues 0
    lended: 7248 borrowed: 0 giants: 0
    tokens: 187250 ctokens: 93625

   Copy to Clipboard Toggle word wrap