ADSL sávszélesség-gazdálkodás HOGYAN

Singletary, Dan

Verziótörténet
Verzió 1.3 2003.04.07 ds
A hivatkozások rész hozzáadása.
Verzió 1.2 2002.09.26 ds
Az új levelezőlistára mutató hivatkozás hozzáadása. Hozzáadva egy kis fejtörő a fenntartott részhez az új, továbbfejlesztett Linux QoS-hez, amit specifikusan a hamarosan kiadandó ADSL-hez fejlesztettek.
Verzió 1.1 2002.08.26 ds
Néhány javítás (Köszönet sokaknak, akik felhívták rájuk a figyelmet!). Információs kikötések hozzáadása a megvalósítási részhez.
Verzió 1.0 2002.08.21 ds
Jobb ellenőrzés a sávszélesség felett, több teória, frissítve a 2.4-es kernelekhez
Verzió 0.1 2001.08.06 ds
Első kiadás

Kivonat

A dokumentum leírja, hogyan állítsunk be egy Linux útválasztót, hogy hathatósabban kezelje a kimenő forgalmat egy ADSL modemen vagy más olyan eszközön, ami hasonló sávszélesség-tulajdonságokkal rendelkezik (kábelmodem, ISDN stb.). Hangsúlyt fektettünk az interaktív forgalom várakozási, lappangási idejének csökkentésére még akkor is, ha a feltöltési és/vagy letöltési sávszélesség teljesen telített.


Bevezetés

Jelen dokumentum célja, hogy ajánljon egy módszert egy internethez kapcsolódó ADSL (vagy kábel) modemen kimenő forgalom kezeléséhez. A probléma az, hogy a legtöbb ADSL vonalat lekorlátozták 128kbs vagy e körüli adatfeltöltési sebességre. Még súlyosabbá teszi a problémát a csomagok várakozási sora az ADSL modemen belül, ami ha tele van, 2 vagy 3 másodpercet is igénybe vesz, míg kiürül. Ez együttesen azt jelenti, hogy amikor a feltöltési sávszélesség teljesen telítve van, a többi csomagnak 3 másodpercet is igénybe vehet, amíg kijutnak az Internetre. Ez megbéníthatja az interaktív alkalmazásokat, mint a telnet vagy a többszereplős játékok.

A dokumentum új verziói

Mindig megtalálod a jelen dokumentum legújabb verzióját a világhálón a http://www.tldp.org webhelyen.

Az új verziók ezen kívül különböző Linux WWW és FTP szerverre is fel vannak téve, beleértve az LDP honlapját a http://www.tldp.org webhelyen.

Levelezőlista

Az ADSL sávszélesség-gazdálkodást illető kérdések és friss információk vonatkozásában kérlek, iratkozz fel a téma levelezési listájára a http://jared.sonicspike.net/mailman/listinfo/adsl-qos honlapon.

A felelősség teljes elhárítása

Sem a szerző, sem a terjesztők, sem más közreműködő munkatárs nem felelős semmilyen módon a fizikai, pénzügyi, morális vagy bármely más típusú kárért, amit a szövegben ajánlott dolgok követése okozott.

Szerzői jog és licenc

A jelen dokumentum Dan Singletary (2002) szellemi tulajdona, amelyet a GNU FDL (GNU Szabad Dokumentációs Licenc) alatt adtak ki, amelyet ezennel hivatkozásként beolvasztottunk.

Visszajelzések és javítások

Ha kérdéseid vagy ajánlásaid vannak a dokumentumhoz kapcsolódóan, nyugodtan lépj kapcsolatba a szerzővel a dvsing@sonicspike.net e-mail címen.

Magyar fordítás

A magyar fordítást Szíjjártó László készítette (2002.07.28). A lektorálást Daczi László végezte el (2002.09.05). A dokumentum legfrissebb változata megtalálható a Magyar Linux Dokumentációs Projekt honlapján.

Háttér

Előzetesen szükséges dolgok

A dokumentumban vázolt módszernek működnie kell más Linux konfigurációkon belül is, de nem teszteltük máson, csak a következők alatt:

  • Red Hat Linux 7.3

  • 2.4.18-5 Kernel teljes QoS támogatással (modulok: OK) és beleértve a következő kernel-foltokat (amik történetesen az újabbakban benne is lehetnek már):

  • iptables v1.2.6a vagy későbbi (a Red Hat 7.3-mal szállított iptables verzióból hiányzik a "length" modul)

Megjegyzés

a dokumentum előző verzióiban olyan sávszélesség-kezelési módszert adtunk meg, ami magában foglalta a meglévő sch_prio várakozósor megfoltozását. Később úgy találtuk, hogy ez a folt teljesen felesleges. Ezen felül a jelen dokumentumban taglalt módszer jobb eredményt ad (bár a doksi írása idején 2 kernelfolt szükséges :) Szerencsés foltozást.)

Elrendezés

A dolgok egyszerűsítése érdekében, a dokumentumban az összes hálózati eszközre és beállításra vonatkozó hivatkozás a következő hálózati elrendezést tükrözi:

               <-- 128kbit/s      --------------     <-- 10Mbit -->
  Internet <--------------------> | ADSL modem | <--------------------
                1.5Mbit/s -->     --------------                     |
                                                                     | eth0
                                                                     V
                                                         ------------------------------
                                                         |                            |
                                                         | Linux útválasztó (router)  |
                                                         |                            |
                                                         ------------------------------
                                                          | .. | eth1..ethN
                                                          |    |
                                                          V    V
                   
                                                       Helyi hálózat
      

Csomagok várakozósorai

A csomagok várakozási sorai (queue) olyan "edények", amik az adatokat tárolják a hálózati eszköz számára, amikor azokat nem lehet azonnal elküldeni. A legtöbb várakozósor egy FIFO ("ami elsőnek megy be, elsőnek megy ki") fegyelmezési rendszert, diszciplínát használ (röviden qdisc - a ford.), hacsak speciálisan másra nem állítják be. Ez azt jelenti, hogy amikor egy eszköz várakozósora teljesen tele van, a várakozási sorba utoljára került csomagot csak akkor továbbítja az eszköz, amikor az összes többit már elküldte.

A kimenő ág

ADSL csatlakozás esetén a sávszélesség aszimmetrikus, tipikusan 1.5Mbit/s a bejövő és 128kbit/s a kimenő ág teljesítménye. Bár ez a vonali sebesség, a Linux útválasztó PC és az ADSL modem közötti illesztő tipikusan 10Mbit/s vagy a feletti sebességet tud. Ha a helyi hálózat felé néző csatoló szintén 10Mbit/s sebességű, akkor tipikusan NEM LESZ várakozósor az útválasztónál, amikor a helyi hálózat küld csomagokat az Internet felé. Az eth0 eszközön keresztül olyan sebességgel mennek ki a csomagok, ahogy a helyi hálózatból érkeztek. Ehelyett viszont a csomagok beállnak a sorba az ADSL modemnél, mivel 10Mbit/s-el érkeznek, és csak 128 kbit/s-el mehetnek ki. Időlegesen a csomagok várakozósora a modemnél megtelhet, és minden további csomag, amit küldenek neki, csendben eldobásra kerül. A TCP protokollt úgy tervezték, hogy kezelje ezt, és be fogja állítani a küldési ablak (transmit window) méretét úgy, hogy teljesen kihasználja a rendelkezésre álló sávszélességet.

Amíg a várakozósorok a TCP-vel kombinálva a sávszélesség lehető legjobb kihasználását teszik lehetővé, a nagy FIFO sorok megemelik az interaktív forgalom lappangási idejét.

Egy másik, a FIFO-ra hasonlító várakozósor az n-sávos prioritásos sor. Ennél ahelyett, hogy csak egy várakozósort alakítanánk ki a bejövő csomagok számára, az n-sávos sornak n darab FIFO sora van, amibe a csomagokat az osztályozásuk alapján helyezzük be. Minden sornak van egy prioritása, és a csomagok mindig a legnagyobb prioritású, csomagokat tartalmazó sorból jönnek ki. Ezt a fegyelmezési szabályt alkalmazva az FTP csomagok egy alacsonyabb prioritású sorba helyezhetők, mint a telnet csomagjai, így még egy FTP feltöltés alatt is, egy darab telnet csomag is kijuthat a sorból és azonnal továbbküldésre kerülhet.

A dokumentumot átalakítottuk az új linuxos várakozósor, a Hierarchical Token Bucket (HTB) használatához. A HTB sor nagyban hasonlít a fent leírt n-sávos sorra, de megvan az a tulajdonsága, hogy képes minden osztályának forgalmát korlátozni. Ezen kívül képes arra, hogy forgalmi osztályokat alakítson ki más osztályok alatt, egy hierarchikus osztályokból álló rendszert létrehozva. A HTB teljes leírása meghaladja a dokumentum kereteit, de további információ található a http://www.lartc.org webhelyen.

A bejövő ág

Az ADSL modembe befelé érkező forgalom a kimenőhöz hasonló módon áll várakozósorba, azonban a sor a szolgáltatódnál helyezkedik el. Emiatt valószínűleg nincs közvetlen befolyásod arra, hogyan álljanak sorba a csomagok vagy melyik fajta forgalom kapjon megkülönböztetett kezelést. Az egyetlen mód a várakozási idő alacsonyan tartására itt az, hogy megbizonyosodsz, miszerint nem küldik az adatokat túl gyorsan számodra. Sajnos nincs mód az érkező csomagok sebességének közvetlen befolyásolására, de mivel a forgalmazás többsége valószínűleg TCP, van néhány módja a küldők lelassításának:

  • Szándékosan eldobni a bejövő csomagokat - a TCP protokollt úgy tervezték, hogy kihasználja a rendelkezésre álló teljes sávszélességet, miközben próbálja elkerülni a kapcsolaton belül a torlódást. Ez azt jelenti, hogy nagy mennyiségű adat küldésekor a TCP több és több adatot küld, amíg végül is egy csomag eldobásra kerül. A TCP érzékeli ezt, és csökkenti az átviteli ablak méretét. Ez a folyamat ismétlődik a kapcsolat alatt, így biztosítja az adatok lehető leggyorsabb átvitelét.

  • A meghirdetett vételi ablak manipulálása - A TCP forgalmazás alatt a fogadó oldal az ACK (elfogadás) csomagok folyamatos sorát küldi vissza. Az ACK csomagokban található az ablakméret meghirdetése, ami kifejezi annak a nem elfogadott adatnak a mennyiségét, amit a fogadó küldeni tud. A kimenő ACK csomagok ablakméretének babrálásával szándékosan lelassíthatjuk a küldőt. Ennek a folyamatszabályozásnak jelen pillanatban nincs (szabadon elérhető) megvalósítása Linuxon (de lehet, hogy dolgozom egyen!)

Hogyan működik?

Két alapvető lépéssel optimalizálhatjuk a kifelé menő sávszélességet. Először találnunk kell egy módot arra, hogy megakadályozzuk az ADSL modemet a csomagok sorba állításában, mivel nincs ráhatásunk a várakozósor kezelésére. Ennek érdekében visszafogjuk az útválasztó által az eth0-n kiküldött adat mennyiségét, kicsit kevesebbre, mint a modem teljes kimenő sávszélessége. Ez azt eredményezi, hogy az útválasztó rakja várakozósorba a helyi hálózatról érkező csomagokat, amik gyorsabban érkeznek, mint megengedett kiküldésük.

A második lépés egy prioritásos várakozósor-fegyelmi szabály felállítása az útválasztón. Meg fogunk valósítani egy olyan sort, amit be lehet állítani úgy, hogy elsőbbséget adjon az interaktív forgalomnak, mint a telnet vagy a többszereplős játékok.

A végső lépés a tűzfal beállítása, hogy az fwmark segítségével biztosítsa a csomagok elsőbbségét.

A HTB alkalmazása a kimenő forgalom visszafogására

Bár az útválasztó és a modem közti kapcsolat 10 Mbit/s sebességű, a modem csak 128 kbit/s sebességgel tud adatokat küldeni. Minden ezt a rátát meghaladó sebességű csomag várakozósorba áll a modemnél. Ezért egy ping csomag, amit az útválasztóról küldünk, azonnal elmehet a modemhez, de néhány másodpercet vehet igénybe, amíg ténylegesen kikerül az Internetre, ha a modem várakozósora tartalmaz már valamennyi csomagot. Sajnos a legtöbb ADSL modem esetében nem adhatjuk meg a várakozósor kezelésének módját illetve annak nagyságát. Így először a kimenő csomagokat átirányítjuk oda, ahol mindezt megtehetjük.

Ezt a HTB sorral valósítjuk meg, így csökkentve az ADSL modemhez küldött csomagok számát. Még ha a kifelé menő sávszélességünk a 128kbit/s is lehetne, kicsivel ez alá korlátozzuk le a csomagküldés mértékét. Ha csökkenteni akarjuk a lappangási időt, BIZONYOSNAK kell lennünk, hogy soha egyetlen csomag sem áll sorba a modemnél. Kísérletezések során azt találtam, hogy a kimenő forgalom körülbelül 90kbit/s-ra való visszavételével a sávszélesség majdnem 95%-át tudom elérni a HTB vezérlés nélkül. A HTB engedélyezésével ennél a mértéknél kivédjük, hogy a modem várakozósorba rakja a csomagokat.

Prioritásos várakozósor kialakítása HTB-vel

Megjegyzés

Megjegyzés: az ebben a részben lévő előző igények (eredetileg N-sávos prioritásos várakozósor kialakításának hívták) később hibásnak találtattak. LEHETETLEN volt a várakozósor különböző sávjaiba tartozó csomagok megjelölése csak a fwmark mező által, viszont ezt gyengén dokumentáltuk a dokumentum 0.1-es verziójának írásakor.

Ennél a pontnál még nem veszünk észre semmi változást a teljesítményben. Pusztán csak áthelyezzük a FIFO sort az ADSL modemtől az útválasztóhoz. Valójában, a Linux alapértelmezésben beállított 100 csomag méretű FIFO sorával, valószínűleg még rosszabbá is tettük a helyzetünket! De nem sokáig...

Minden szomszédos osztálynak adhatunk egy prioritást a HTB soron belül. A különböző típusú forgalom különböző osztályokba helyezésével, majd ezen osztályokhoz különböző prioritások csatolásával, vezérelhetjük a csomagok várakozási sorból való kivételét és elküldését. A HTB lehetővé teszi ezt, miközben megakadályozza egy osztály "kiéheztetését", mivel megadhatjuk a minimálisan garantált mértéket minden osztály számára. Ezenfelül a HTB megengedi azt is, hogy megadjuk egy osztálynak: használhatja másik osztályok nem használt sávszélességét, egy bizonyos felső határig.

Miután beállítottuk az osztályainkat, szűrőket helyezünk el, hogy a forgalmat elhelyezzük beléjük. Több útja is van ennek, de az itt leírt módszer az ismerős iptables/ipchains-t használja a csomagok fwmark-al (tűzfal jelölése a csomagon) történő megjelölésére. A szűrők a csomagok fwmark-ját figyelembe véve helyezik el a forgalmat a HTB sor osztályaiba. Ezen a módon képesek leszünk megfelelő szabályok felállítására az iptables-en belül, hogy bizonyos típusú forgalmat egy bizonyos osztályba küldjön.

A kimenő csomagok osztályozása iptables-szel

Megjegyzés

eredetileg a dokumentumban az ipchains-t használtuk a csomagok besorolására. Most az újabb iptables-t használjuk.

Az utolsó lépés ahhoz, hogy az útválasztó elsőbbséget adjon az interaktív forgalomnak - a tűzfal beállítása: adjuk meg a forgalom besorolásának módját. Ez a csomag fwmark mezőjének beállításával érhető el.

Anélkül, hogy túlzottan a részletekbe merülnénk, álljon itt az egyszerűsített leírása annak, hogyan lehet a kimenő csomagokat 4 osztályba sorolni úgy, hogy a legmagasabb prioritású lesz a 0x00:

  1. Jelöljünk MINDEN csomagot 0x03-al. Ez alapértelmezésben minden csomagot a legalacsonyabb prioritású sorba helyez el.

  2. Jelöljük az ICMP csomagokat 0x00-al. Szeretnénk, ha a ping mutatná a legmagasabb prioritású csomagok várakozási idejét.

  3. Jelöljünk minden csomagot, aminek célportja 1024 vagy kisebb, 0x01-el. Ez elsőbbséget biztosít az olyan rendszerszolgáltatásoknak, mint a Telnet és SSH. Az FTP portja szintén ebbe a körbe esik, de az FTP adatforgalom a magasabb portokon helyezkedik el és marad a 0x03 sávban.

  4. Jelöljünk minden csomagot, aminek a célportja 25 (SMTP), a 0x03-al. Ha valaki levelet fog küldeni egy nagy csatolt állománnyal, nem akarjuk, hogy elárassza az interaktív forgalmat.

  5. Jelöljünk minden csomagot, aminek célja egy többszereplős játék-szerver, 0x02-vel. Ez a játékosoknak alacsony lappangási időt biztosít, de megakadályozza, hogy elfoglalják az alacsony várakozást igénylő rendszerszolgáltatásokat.

    Jelöljünk minden "kicsi" csomagot 0x02-vel. A kimenő ACK csomagokat a befelé irányuló letöltésekből azonnal ki kell küldenünk, hogy biztosítsuk a megfelelő letöltéseket. Ez az iptables "length" moduljával lehetséges.

Természetesen ezeket a kívánalmaknak megfelelően átalakíthatod.

Még néhány fogás...

Két további dolgot tehetsz a lappangási idő javítására. Először is, a maximális átvihető egység (MTU) méretét kisebbre veheted, mint az alapértelmezett 1500 bájt. Ennek a számnak a csökkentése egyben az átlagos időt is csökkenti, amit az elsőbbséget élvező csomagok elküldésére kell fordítani, ha már egy teljes méretű alacsony prioritású csomag küldése folyamatban van. Ennek az értéknek a csökkentése kicsit csökkenti a teljesítményt is, mivel minden csomag legalább 40 bájtnyi IP és TCP fejléc-információt tartalmaz.

A másik dolog a javításhoz, még alacsony prioritású forgalom esetén is, hogy csökkented a várakozási sor méretét az alapértelmezett 100-ról, ami egy ADSL vonalon 10 másodperc alatt ürül ki egy 1500 bájtos MTU-t alapul véve.

Próbálkozás a bejövő forgalom visszafogására

A "közbenső várakozósor-eszköz" (Intermediate Queuing Device, IMQ) használatával az összes bejövő csomagot ugyanúgy egy várakozósoron futtathatjuk át, mint amilyen módon a kimenőket is. A csomagok prioritása ebben az esetben jóval egyszerűbb. Mivel csak a bejövő TCP forgalmat (próbáljuk meg) vezérelni, az összes nem-TCP forgalmat a 0x00 osztályba rakjuk, az összes TCP forgalmat pedig a 0x01 osztályba. A "kis" TCP csomagokat szintén a 0x00 osztályba soroljuk, mert ezek nagy valószínűséggel a már elküldött kimenő adatok ACK csomagjai. Egy standard FIFO sort állítunk be a 0x00 osztályhoz, illetve egy "véletlenszerű korai eldobás" (Random Early Drop, RED) várósort a 0x01 osztályhoz. A RED jobb a FIFO-nál a TCP vezérlését tekintve, mert eldobja a csomagokat már a sor olyan túlcsordulása előtt, mikor megpróbálja lelassítani a forgalmat az ellenőrzés fenntartása érdekében. Ezen kívül mindkét osztályt le fogjuk korlátozni egy maximális bejövő forgalmi határra, ami kisebb, mint a valós, ADSL modemen bejövő sebesség.

Miért nem olyan jó a bejövő forgalom korlátozása?

Korlátozni szeretnénk a bejövő forgalmunkat, hogy elkerüljük a várakozósor betelését a szolgáltatónál, ami néha 5 másodpernyi adat pufferelését jelentheti. A probléma abban áll, hogy jelenleg a bejövő TCP forgalom korlátozásának egyetlen módja a teljesen jó csomagok eldobálása. Ezek a csomagok már foglaltak némi sávszélességet az ADSL modemen, csak a Linux gép dobta el őket abból a célból, hogy a jövőbeni csomagokat lelassítsa. Ezek az eldobott csomagok időnként újra elküldésre kerülnek, még több sávszélességet foglalva. Amikor korlátozzuk a forgalmat, korlátozzuk azon csomagok mértékét, amiket elfogadunk a hálózatunk számára. Mivel az aktuális bejövő adatráta valahol efölött van az eldobott csomagok miatt, a bejövő águnkat sokkal jobban le kell korlátoznunk az ADSL modem aktuális rátájánál, az alacsony lappangási idő biztosítása érdekében. A gyakorlatban az én 1.5Mbit/s bejövő ágamat 700kbit/s-re kellett korlátoznom, hogy elfogadható szinten tartsam a lappangást 5 egyidejű letöltésnél. Minél több TCP folyamatod van, annál több sávszélességet vesztesz az eldobott csomagok miatt, és annál kisebbre kell venned a korlátozás mértékét.

A bejövő TCP forgalom ellenőrzésének sokkal jobb módja a TCP ablak manipulációja, de ebben a pillanatban nincs (szabadon elérhető) megvalósítása ennek Linuxra (amennyire én tudom...).

Megvalósítás

Mindezen okfejtés után most már ideje, hogy megvalósítsuk a sávszélesség-gazdálkodást Linuxon.

Kikötések

A DSL modemhez aktuálisan küldött adatok mértékének korlátozása nem olyan egyszerű, mint amilyennek látszik. A legtöbb DSL modem igazából csak egy ethernet híd, amik továbbítják az adatokat oda-vissza a Linux gép és a szolgáltatónál lévő gateway között. A legtöbb DSL modem ATM-et használ adatátviteli csatolófelületként. Az ATM mindig 53 bájtos cellákban küldi az adatokat. Ezekből 5 bájt a fejléc információ, és 48 bájt marad az adatoknak. Még ha csak 1 bájt adatot küldesz is, a teljes 53 bájt sávszélességet foglal, mivel az ATM cellák mindig 53 bájt hosszúak. Ez azt jelenti, hogy ha egy tipikus TCP ACK csomagot küldesz, ami 0 bájt adatot + 20 bájt TCP fejlécet + 20 bájt IP fejlécet + 18 bájt Ethernet fejlécet tartalmaz. Valójában, még ha a kiküldött ethernet csomagnak csak 40 bájtnyi "hasznos terhe" van is (TCP és IP fejléc), a legkisebb méret egy Ethernet csomagnál 46 bájtnyi adat, így a maradék 6 bájt 0-val töltődik ki. Ez azt jelenti, hogy az Ethernet csomag plusz a fejléc információk aktuális hossza 18 + 46 = 64 bájt. Az ATM-mel 64 bájt átküldéséhez két ATM cellát kell küldened, ami 106 bájt sávszélességet foglal. Vagyis minden TCP ACK csomagnál 42 bájt sávszélességet vesztesz. Ez rendben van, ha a Linux figyelembe veszi a DSL modem által használt csomag-beágyazást, de ehelyett a Linux csak a TCP és IP fejlécet és 14 bájtos MAC címet jegyzi (a Linux nem számolja a 4 bájtos CRC-t, mivel ezt a hardver szint kezeli). A Linux nem számol a 46 bájtos minimális Ethernet csomagmérettel, sem a fix méretű ATM cellával.

Mindez azt jelenti, hogy a kimenő sávszélességet valamivel kisebbre kell állítani, mint a valós kapacitás (amíg nem találunk egy csomag-időzítőt, ami jegyzi a különböző típusú csomag-beágyazásokat). Azt találhatod, hogy sikerült egy jó értékre beállítani a sávszélességet, de amikor egy nagy fájlt töltesz le, a lappangás felszökik 3 másodperc fölé. Ez legvalószínűbben amiatt van, mivel a Linux rosszul számítja ki a bizonyos kis ACK csomagok által igényelt sávszélességet.

Néhány hónapot dolgoztam ennek a problémának a megoldásán, és majdnem lezártam a dolgot egy olyan megoldással, amit hamarosan közreadok további tesztelésre. A megoldás egy felhasználói szintű várakozósor használatát mutatja be a Linux QoS-e helyett a csomagok korlátozására. Alapvetően egy egyszerű HTB sort alkalmaztam, ami a Linux felhasználói szintű sorait használja. Ez a megoldás (eddig) képes volt a kimenő forgalom OLYAN JÓ korlátozására, hogy még egy masszív letöltés (több szálon) és ugyanilyen feltöltés (gnutella, több szálon) alatt is, a lappangás 400 ms CSÚCSÉRTÉKET ért csak el a névleges, forgalom nélküli 15 ms-hoz képest. További információért erről a QoS módszerről, iratkozz fel a frissítések levelezőlistájára vagy később nézd meg ennek a HOGYANnak a frissebb változatait.

Szkript: myshaper

A következőkben egy általam a Linux útválasztón a sávszélesség korlátozására használt szkript listája található. Ez több, a dokumentumban foglalt koncepciót is felhasznál. A kimenő forgalom a 7 típustól függő várósor egyikébe kerül. A bejövő forgalom két sorba kerül, a TCP csomagokat (alacsonyabb prioritásúak) előbb eldobjuk, ha a bejövő adatok a mérték fölöttiek. A szkriptben megadott ráták úgy tűnik, jól működnek az én beállításomban, de az eredmények változhatnak.

#!/bin/bash
#
# myshaper - DSL/kabelmodem kimeno forgalmanak szabalyozasa.
#            Az ADSL/Cable wondershaper (www.lartc.org) szkripten alapszik.
#
# Irta: Dan Singletary (8/7/02)
#
# FIGYELEM: a szkript feltetelezi,  hogy a kernelt megfoltoztuk a megfelelo HTB 
# sor és  IMQ foltokkal,  amik hozzaferhetok  itt (megj.:  az ujabb kerneleknel 
# lehet, hogy nem kell folt):
#
#       http://luxik.cdi.cz/~devik/qos/htb/
#       http://luxik.cdi.cz/~patrick/imq/
#
# Konfiguracios beallitasok:
#  DEV    - ethX-re allitsuk, ami kapcsolodik a DSL/kabelmodemhez
#  RATEUP - allitsuk valamivel kisebbre, mint a modem kimeno savszelessege. 
#           Nekem 1500/128  DSL vonalam  van, es a  RATEUP=90 jol mukodik a 
#           128 kbps-os feltoltessel. De ahogy jonak latod.
#  RATEDN - allitsd valamivel kisebbre, mint a bejovo savszelesseg.
#
#
# Teoria az imq hasznalatarol a bejovo forgalom alakitasahoz:
#
#
# BEJOVO  TCP  KAPCSOLATOK  BEFOLYASOLASAT.  Ennek  ertelmeben  minden   nem-TCP
# forgalmat egy  magas prioritasu  osztalyba kell  sorolnunk, mivel  egy nem-TCP
# csomag eldobasa valoszinuleg a csomag  ujrakuldeset okozza. Ez semmi mast  nem
# jelent,  csak  a  savszelesseg  szuksegtelen  lefoglalasat,  hogy specifikusan
# valaszthatunk:  NEM  dobunk  el  bizonyos  tipusu  csomagokat, amiket magasabb
# prioritasu tarolokba  helyezunk el  (ssh, telnet  stb). Ez  azert van,  mert a
# csomagok  mindig  az  alacsonyabb  prioritasu  osztalybol  jonnek  elo azzal a
# kikotessel,  hogy  a  csomagok  meg  minden osztalybol egyforman egy minimalis
# mertekben jonnek ki (ebben a szkriptben minden tarolo legalabb a  tisztesseges
# 1/7 savszelessegnyivel A TCP csomag  eldobasa egy kapcsolaton belul a  fogadas
# alacsonyabb mertekehez vezet, a torlodas-elkerulo algoritmus miatt.
#
#     *  Semmit  nem  nyerunk  a  nem-TCP  csomagok  eldobasaval.  Valojaban, ha
#     fontosak  voltak,  ugyis  ujra  elkuldik  oket, igy megprobaljuk azt, hogy
#     sosem dobjuk el oket. Ez azt jelenti, hogy a telitett TCP kapcsolatok  nem
#     befolyasoljak  negativan  azokat  a  protokollokat,  amelyeknel  nincs   a
#     TCP-hez hasonlo beepitett ujrakuldes.
#     
#     * A TCP kapcsolatok lelassitasa  ugy, hogy a teljes bejovo  rata kevesebb,
#     mint az eszkoz  valos kapacitasa AZT  OKOZHATJA, hogy keves  vagy egyetlen
#     csomag   sem   all   varakozosorba   a   szolgaltatoi   oldalon    (DSLAM,
#     kabel-koncentrator  stb).   Mivel  ezek  a  sorok  kepesek  megtartani   4
#     masodpercnyi adatot 1500Kbps sebessegen  vagy 6 megabitnyi adatot,  ha egy
#     csomag sem all sorba, az alacsonyabb lappangast okoz.
#
# Kikotesek (kerdesfeltevesek a teszteles elott):
# * A bejovo forgalom ezen a modon valo korlatozasa gyenge TCP-teljesítmenyt ad?
#	- Az elozetes valsz: nem! Ugy nez ki, hogy az ACK csomagok prioritasanak 
#	beallitasa (kicsi <64b) anelkul  maximaljuk a kimeno telesitmenyt,  hogy
#	nem  vesztunk  savszelesseget a mar meglevo ujrakuldott  csomagok miatt.

# Megjegyzes: a kovetkezo konfiguracio jol mukodik az en beallitasaimmal:
# 1.5M/128K ADSL a Pacific Bell Internet-en keresztul (SBC Global Services)

DEV=eth0
RATEUP=90
RATEDN=700  	# Figyeld meg, hogy ez jelntosen kisebb mint az 1500-as kapacitas.
		# Emiatt nem kell a bejovo  forgalom korlatozasaval torodnod, amig
		# nem hasznalhatunk  jobb megvalositast,  mint például a TCP ablak
		# manipulacioja.
# 
# konfiguracios beallitasok vege
#

if [ "$1" = "status" ]
then
        echo "[qdisc]"
        tc -s qdisc show dev $DEV
        tc -s qdisc show dev imq0
        echo "[class]"
        tc -s class show dev $DEV
        tc -s class show dev imq0
        echo "[filter]"
        tc -s filter show dev $DEV
        tc -s filter show dev imq0
        echo "[iptables]"
        iptables -t mangle -L MYSHAPER-OUT -v -x 2> /dev/null
        iptables -t mangle -L MYSHAPER-IN -v -x 2> /dev/null
        exit
fi

# Mindent visszaalitunk alapallapotba (torlunk)
tc qdisc del dev $DEV root    2> /dev/null > /dev/null
tc qdisc del dev imq0 root 2> /dev/null > /dev/null
iptables -t mangle -D POSTROUTING -o $DEV -j MYSHAPER-OUT 2> /dev/null > /dev/null
iptables -t mangle -F MYSHAPER-OUT 2> /dev/null > /dev/null
iptables -t mangle -X MYSHAPER-OUT 2> /dev/null > /dev/null
iptables -t mangle -D PREROUTING -i $DEV -j MYSHAPER-IN 2> /dev/null > /dev/null
iptables -t mangle -F MYSHAPER-IN 2> /dev/null > /dev/null
iptables -t mangle -X MYSHAPER-IN 2> /dev/null > /dev/null
ip link set imq0 down 2> /dev/null > /dev/null
rmmod imq 2> /dev/null > /dev/null

if [ "$1" = "stop" ] 
then 
        echo "Shaping removed on $DEV."
        exit
fi

###########################################################
#
# Kimeno korlatozas (a teljes savszelesseg RATEUP-ra allitva)

# a varakozosor meretet ugy allitjuk be, hogy kb. 2 mp lappangas legyen az alacsony
# prioritasu csomagoknal
ip link set dev $DEV qlen 30

# a kimeno eszkozon MTU-t allitunk. Az MTU csokkentese alacsonyabb lappangast 
# ad, de valamivel kisebb kimeno teljesitmenyt is az IP es TCP protokoll 
# felulvezerlese miatt

ip link set dev $DEV mtu 1000

# a HTB-t gyoker qdisc-nek allitjuk be
tc qdisc add dev $DEV root handle 1: htb default 26

# hozzaadjuk a fobb korlatozo osztalyokat
tc class add dev $DEV parent 1: classid 1:1 htb rate ${RATEUP}kbit

# hozzadjuk  az  alosztalyokat  -  garantaljuk  minden  osztalynak  LEGALABB   a
# "tisztesseges" osztozast  a savszelessegen.  Emiatt egy  osztalyt sem  fog egy
# masik kieheztetni.  Ezenkivul mindegyik  osztaly hasznalhatja  a rendelkezesre
# allo savszelesseget, ha a tobbi nem hasznalja.

tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:20 htb rate $[$RATEUP/7]kbit ceil ${RATEUP}kbit prio 0
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:21 htb rate $[$RATEUP/7]kbit ceil ${RATEUP}kbit prio 1
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:22 htb rate $[$RATEUP/7]kbit ceil ${RATEUP}kbit prio 2
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:23 htb rate $[$RATEUP/7]kbit ceil ${RATEUP}kbit prio 3
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:24 htb rate $[$RATEUP/7]kbit ceil ${RATEUP}kbit prio 4
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:25 htb rate $[$RATEUP/7]kbit ceil ${RATEUP}kbit prio 5
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:26 htb rate $[$RATEUP/7]kbit ceil ${RATEUP}kbit prio 6


# az  alosztalyokhoz  qdisc-eket adunk - SFQ-t adunk  minden osztalyhoz. Az SFQ 
# biztositja,  hogy minden osztalyon  belul a kapcsolatokat (majdnem) egyenloen 
# kezeljuk.


tc qdisc add dev $DEV parent 1:20 handle 20: sfq perturb 10
tc qdisc add dev $DEV parent 1:21 handle 21: sfq perturb 10
tc qdisc add dev $DEV parent 1:22 handle 22: sfq perturb 10
tc qdisc add dev $DEV parent 1:23 handle 23: sfq perturb 10
tc qdisc add dev $DEV parent 1:24 handle 24: sfq perturb 10
tc qdisc add dev $DEV parent 1:25 handle 25: sfq perturb 10
tc qdisc add dev $DEV parent 1:26 handle 26: sfq perturb 10

# az fwmark-kal  szurjuk osztalyokba a   forgalmat - itt  a csomagon  beallitott
# fwmark-nak megfeleloen iranyitjuk a forgalmat az osztalyokba (az fwmark-ot  az
# iptables  segitsegevel  kesobb  allitjuk  be).  Figyeld  meg,  hogy fentebb az
# alapertelmezett  prioritasu  osztalyt  1:26-ra  allitottuk,  igy  a nem jelolt
# csomagok (vagy a nem  ismert ID-ju csomagok) alapertelmezesben  az alacsonyabb
# prioritasu osztalyba mennek.

tc filter add dev $DEV parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 20 fw flowid 1:20
tc filter add dev $DEV parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 21 fw flowid 1:21
tc filter add dev $DEV parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 22 fw flowid 1:22
tc filter add dev $DEV parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 23 fw flowid 1:23
tc filter add dev $DEV parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 24 fw flowid 1:24
tc filter add dev $DEV parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 25 fw flowid 1:25
tc filter add dev $DEV parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 26 fw flowid 1:26

#
# a MYSHAPER-OUT lanc hozzadasa az  iptables "mangle" tablajahoz - ez beallitja 
# azt a tablat,	amit a csomagok szuresehez es megjelolesehez hasznalunk.

iptables -t mangle -N MYSHAPER-OUT
iptables -t mangle -I POSTROUTING -o $DEV -j MYSHAPER-OUT

# a fwmark ertekek  beallitasa a kulonbozo  tipusu forgalomhoz - a  fwmark-ot 20-26 
# kozottire allitjuk a kivant osztalynak megfeleloen. A 20 a legmagasabb prioritas.

iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --sport 0:1024 -j MARK --set-mark 23 # Alapertek az 
# alacsony portokon zajlo forgalomhoz
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --dport 0:1024 -j MARK --set-mark 23 # "" 
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --dport 20 -j MARK --set-mark 26     # ftp-data port, alacsony prioritas
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --dport 5190 -j MARK --set-mark 23   # aol instant messenger
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p icmp -j MARK --set-mark 20               # ICMP (ping) - magas prioritas, baratok ismertetojegye
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p udp -j MARK --set-mark 21                # DNS nevfeloldas (kis csomagok)
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --dport ssh -j MARK --set-mark 22    # secure shell
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --sport ssh -j MARK --set-mark 22    # secure shell
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --dport telnet -j MARK --set-mark 22 # telnet (ew...)
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --sport telnet -j MARK --set-mark 22 # telnet (ew...)
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p ipv6-crypt -j MARK --set-mark 24         # IPSec - viszont nem tudjuk, mi a "hasznos teher"...
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp --sport http -j MARK --set-mark 25   # helyi webszerver
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp -m length --length :64 -j MARK --set-mark 21 # kis csomagok (valoszinuleg csak ACK-k)
iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -m mark --mark 0 -j MARK --set-mark 26      # redundans- jeloljunk minden nem jelolt csomagot 26-tal (alacsony prioritas)

# vegeztunk a kimeno korlatozassal
#
####################################################

echo "Outbound shaping added to $DEV.  Rate: ${RATEUP}Kbit/sec."

# tavolitsd el a megjegyzest a kovetkezo sor elol, ha csak kimeno forgalomszabalyozast akarsz
# exit

####################################################
#
# Bejovo korlatozas (a teljes savszelesseg RATEDN-re allitva)

# megnezzuk, hogy az imq modul betoltodott-e

modprobe imq numdevs=1

ip link set imq0 up

# a qdisc hozzadasa - alapertelmezett alcsony prioritasu 1:21-es osztaly

tc qdisc add dev imq0 handle 1: root htb default 21

# a fo korlatozo osztalyok hozzaadasa
tc class add dev imq0 parent 1: classid 1:1 htb rate ${RATEDN}kbit

# alosztalyok hozzaadasa - TCP forgalom a 21-ben, nem-TCP forgalom a 20-ban
#
tc class add dev imq0 parent 1:1 classid 1:20 htb rate $[$RATEDN/2]kbit ceil ${RATEDN}kbit prio 0
tc class add dev imq0 parent 1:1 classid 1:21 htb rate $[$RATEDN/2]kbit ceil ${RATEDN}kbit prio 1

# az alosztalyokhoz qdisc-eket  adunk - SFQ-t adunk minden osztalyhoz. Az SFQ 
# biztositja, hogy minden osztalyon belul a kapcsolatokat (majdnem) egyenloen 
# kezeljuk.

tc qdisc add dev imq0 parent 1:20 handle 20: sfq perturb 10
tc qdisc add dev imq0 parent 1:21 handle 21: red limit 1000000 min 5000 max 100000 avpkt 1000 burst 50

# az fwmark-kal  szurjuk osztalyokba  a forgalmat  - itt  a csomagon  beallitott
# fwmark-nak megfeleloen iranyitjuk a forgalmat az osztalyokba (az fwmark-ot  az
# iptables  segitsegevel  kesobb  allitjuk  be).  Figyeld  meg,  hogy fentebb az
# alapertelmezett  prioritasu  osztalyt  1:21-re  allitottuk,  igy  a nem jelolt
# csomagok (vagy a nem  ismert ID-ju csomagok) alapertelmezesben  az alacsonyabb
# prioritasu osztalyba kerulnek.


tc filter add dev imq0 parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 20 fw flowid 1:20
tc filter add dev imq0 parent 1:0 prio 0 protocol ip handle 21 fw flowid 1:21


# a MYSHAPER-IN lanc hozzadasa az iptables "mangle" tablajahoz - ez beallitja azt a tablat,
#		amit a csomagok szuresehez es megjelolesehez hasznalunk.

iptables -t mangle -N MYSHAPER-IN
iptables -t mangle -I PREROUTING -i $DEV -j MYSHAPER-IN

# a fwmark ertekek beallitasa a kulonbozo tipusu forgalomhoz - a fwmark-ot 20-26 kozottire
#		allitjuk a kivant osztalynak megfeleloen. A 20 a legmagasabb prioritas.


iptables -t mangle -A MYSHAPER-IN -p ! tcp -j MARK --set-mark 20              # A nem-tcp csomagokat a legnagyobb prioritasura allitja
iptables -t mangle -A MYSHAPER-IN -p tcp -m length --length :64 -j MARK --set-mark 20 # rovid TCP csomagok, valoszinuleg ACK-k
iptables -t mangle -A MYSHAPER-IN -p tcp --dport ssh -j MARK --set-mark 20    # secure shell
iptables -t mangle -A MYSHAPER-IN -p tcp --sport ssh -j MARK --set-mark 20    # secure shell
iptables -t mangle -A MYSHAPER-IN -p tcp --dport telnet -j MARK --set-mark 20 # telnet (ew...)
iptables -t mangle -A MYSHAPER-IN -p tcp --sport telnet -j MARK --set-mark 20 # telnet (ew...)
iptables -t mangle -A MYSHAPER-IN -m mark --mark 0 -j MARK --set-mark 21              # redundans- minden nem jelolt csomagot 21-el jelolunk (alacsony prioritas)

# vegul utasitjuk ezeket a csomagokat, hogy menjenek keresztul a fent beallitott imq0-on

iptables -t mangle -A MYSHAPER-IN -j IMQ

# vegeztunk a bejovo forgalommal
#
####################################################

echo "Inbound shaping added to $DEV.  Rate: ${RATEDN}Kbit/sec."

Az új várakozósor tesztelése

A legkönnyebben azzal tesztelheted az új beállítást, hogy telíted a felfelé irányuló ágat alacsony prioritású forgalommal. Ez a prioritások beállításától függ. A példa kedvéért, mondjuk a telnet és a ping forgalmat helyezted magasabb prioritásba (alacsonyabb fwmark), a többi magasabb portot (amik FTP átvitelhez stb. használatosak) pedig alacsonyabba. Ha indítasz egy FTP feltöltést a kifelé menő sávszélesség telítésére, csak a gateway felé (a DSL vonal másik felén lévő) menő ping idők kis mértékű növekedését tapasztalhatod, összehasonlítva a prioritásos várósor nélküli értékekkel. A 100 ms alatti ping idők tipikusak attól függően, hogyan állítottad be a dolgokat. Az egy vagy két másodpercnél nagyobb idők valószínűleg az jelzik, hogy nem működnek rendben a dolgok.

Rendben, működik! Hogyan tovább?

Most, hogy sikeresen elkezdtél gazdálkodni a sávszélességeddel, elgondolkodhatsz azon, hogyan használod ki. Végül is, valószínűleg fizetsz érte!

  • Gnutella kliens használata és FÁJLJAID MEGOSZTÁSA a hálózat teljesítményének kedvezőtlen befolyásolása nélkül.

  • Web szervert futtathatsz anélkül, hogy a weblapok kiszolgálása lelassítaná a Quake partit.

Kapcsolódó hivatkozások