Linux Traffic Control Implement: The Overview阅读笔记

Linux Traffic Control Implement

Traffic Control是实现Differentiated Services的用户工具。

Differentiated Services (short: Diffserv) is an architecture for providing different types or levels of service for network traffic.

Traffic Control包含以下组件：

queueing disciplines

class(with in a queueing disciplines)

filter

policing

每个物理网卡都有一个相关联的队列规则，队列规则决定进入此队列中数据包的处理方式。简单的队列规则可能就含有一个队列，数据包进入时候被存储在队列中，网卡驱动程序尽可能地发送数据包。复杂一些的队列规则可能就含有分类器Filter，决定将数据划分到不同的类中，再根据类中处理方法对其进行处理。

队列规则和类经常绑定在一块，类就是队列规则的基本构成。相反，过滤器就不一样，她可以和队列规则绑定在一块，也可以和类绑定到一块，只要队列规则中有类。这样并不会缺乏灵活性。类通常不考虑存储数据包，类通常把数据交由类关联的队列规则进行处理。这个队列规则是一个内部队列规则，类将数据交由内部队列规则即可。



上述几个概念在tc中对应关系如下:

队列规则

队列规则和类都是采用32bit进行标识。将32分为major:minor

队列规则的minor为0。

类

类有两种标识方法，一种是class id由用户进行指定，另外一个是internal id由队列规则进行分配。class id是u32类型，internal id是ulong类型。内核一般引用的是internal id。注意多个class id可能映射到相同的internal id。这种情况下class id需要从分类器中获得附加信息，再发送到队列规则或者类。类也用32bit进行标识，分为major:minor。不过不要求minor为0。

在队列规则enqueue过程中将选择具体的类。返回的值可能是class id或者internal id。也有种捷径来获得class id。根据skb->priority来确定当期类的class id，可以通过sock_setsockpt的SO_PRIORITY选项来进行设置。注意内核2.2.3之前，SO_PRIORITY可以选择的范围仅有0…7，所以这条解禁并不起作用，但是所有队列规则都支持它。skb->priority可以获得其他的优先值，可以从IPv4头部的TOS字段获得。其值范围是0..65536。

选择完类之后，就调用类关联的队列规则的enqueue。

Filter

Filter用来将进入队列规则的数据分配到它的某个类中。这发生在队列规则的enqueue操作中。

Filter也有内部结构，也是32bit，但是没有被划分为major:minor。0标识自己。

Filter分为两种，generic和specfic。

Policing

Policing的目的是确保流量不会超过上限值。有四种Policing机制。

Filter返回的决定

拒绝进入队列规则

丢弃队列规则中的包

丢掉队列中优先级低的包，将新包加入队列。

第一个类型Filter决定，Filter过滤函数返回三个值，

TC_POLICE_OK 没有特殊要求

TC_POLICE_RECLASSIFY 包被过滤器选中，但是超出上限，应该被重新分类。

TC_POLICE_SHOT 包被过滤器选中，但是超出上限，应该被丢弃。

第二个类型是拒绝进入队列规则，此时数据包将被丢弃。

第三个类型是数据包已经进入队列中，但是需要从内部队列中丢掉数据包。

第四个类型是新的数据包到达，发现队列中优先级较低的数据包，于是将新数据包放入队列中。

可以将整个TC的控制框架看成是树，每个阶段就是队列规则，队列规则中可以有类也可以没有，不同的类的末端是不同的队列规则，进入不同类意味着数据将被区别对待。当数据包进入队列规则时，将由Filter决定将数据包放入哪一个类中。

本文内容根据Linux Network Traffic Control - Implementation Overview进行粗略总结。