Linux QOS:Тестирование различных вариантов управленя траффиком
Linux Shaper
Эта тема всегда вызывала у меня некоторые затруднения и потому я решил систематизировать свои знания.
Описание лаборатории
Для тестирования я использую лабу из 3 виртуальных машин, виртуалбокс. Базовая ОС - Мак Ос
|-------| |--------| |-------|
|node-1 |-eth0-----eth1-|router0 |-eth2-----eth0-|node-2 |
|-------| |--------| |-------|
|
eth0
|
HOST
node-1
- 192.168.1.2
- Алиасами добавлены адреса 192.168.1.3-100
node-1
- 192.168.2.2
- Алиасами добавлены адреса 192.168.2.3-100
Router0
- eth1: 192.168.1.1
- eth2: 192.168.2.1
eth0 - служит для доступа к лабе и никак в тестах не участвует.
Все политики клсассы и прочее - только на транзитных интерфейсах eth1 и eth2
Базовое тестирование-ограничение скорости
Так как планируется большое число тестов и большое число данных, то первым делом нужно подготовить автоматизацию. Для генерации трафика я буду использовать iperf с переменным числом потоков, для сбора статистики - скрипт на питоне. Для визуализации - GnuPlot
Как тестируем
Тест проходит следующим образом:
- на node-1 запущены множество экземпляров iperf в режиме сервера
BASE_PORT=5000
for I in `seq 2 100`
do
let PORT=BASE_PORT+I
echo ${PORT}
iperf -s -l 32k -w 512k -u -p ${PORT} -D
iperf -s -l 32k -w 512k -p ${PORT} -D
done
- на node-2 запускается iperf в 30 потоков, каждый - на другой порт и на другой IP, для того что бы в дальнейших тестах проверять классы трафика и
для более равномерного распределения. sleep 30 - нужен для того что бы успеть запустить счетчики на ноде 1
В случае когда условия тестирования отличаются - я буду указывать отдельно
#!/bin/bash
sleep 30
BASE_PORT=5000
for I in `seq 2 ${1}`
do
.
IP=192.168.1.${I}
let PORT=BASE_PORT+I
#echo iperf -c ${IP} -b 100000M -i 1 -l 60K -t 120 -p ${PORT} -D
iperf -c ${IP} -b 100000M -i 1 -l 60K -t 120 -p ${PORT} -D
iperf -c ${IP} -b 100000M -i 1 -l 60K -t 120 -p ${PORT} -u -D
done
- В процессе работы собираем траффик наколенном скриптом на питоне и складываем в лог, потом рисуем график используя GnuPLOT
import time
import datetime as dt
import sys
stop_time=time.time()+300
iface='eth0'
sleep_time=0.5
tx_data_file = open('/sys/class/net/'+iface+'/statistics/tx_bytes', 'r')
rx_data_file = open('/sys/class/net/'+iface+'/statistics/rx_bytes', 'r')
res_file = open(str(sys.argv[1]),'w')
for l in rx_data_file:
in_bytes_prev=int(l)
for l in tx_data_file:
out_bytes_prev=int(l)
while True:
try:
rx_data_file.seek(0)
tx_data_file.seek(0)
for l in rx_data_file:
in_bytes=int(l)
for l in tx_data_file:
out_bytes=int(l)
in_bytes_diff=in_bytes-in_bytes_prev
out_bytes_diff=out_bytes-out_bytes_prev
in_bytes_prev=in_bytes
out_bytes_prev=out_bytes
time.sleep(sleep_time)
res_file.write(str(time.time())+" "+str((in_bytes_diff)*8/sleep_time)+" "+str((out_bytes_diff)*8/sleep_time)+"\n")
print str(time.time())+" "+str(in_bytes_prev)+" "+str(in_bytes)+" "+str((in_bytes_diff)*8)+" "+str(out_bytes_prev)+" "+str(out_bytes)+" "+str(out_bytes_diff)+" IN="+str((in_bytes_diff)*8/1024/1024/sleep_time)+" OUT="+str((out_bytes_diff)*8/1024/1024/sleep_time)
if time.time()>stop_time:
break
except:
break
res_file.close()
Скрипт для GnuPlot - заготовка из кототорой на лету формируем awk то что надо - подставляя входной файл, имя графика и т.д.
#!/usr/bin/gnuplot -persist set terminal png size 1400,600 # Размер и формат графика. set output "/root/no_shaper.png" set title "no_shaper" # Заголовок set nokey # не знаю. Уточнить. set key top left # Расположение подписи set key box # Оформление (в рамке) подписи к графикам set xlabel "Date" # Метка по оси Х set xdata time # Описать что по оси Х время (формат ниже) set timefmt "%s" # Формат даты соответвует формату gnu date # В моем случае был удобен такой формат. set ylabel "Traffic" #set format y '%.0s%cB' set format y '%s' plot \ "/root/no_shaper.log" using 1:2 with lines title "IN, bit/s" smooth bezier, \ "/root/no_shaper.log" using 1:2 with lines title "IN, bit/s" , \ "/root/no_shaper.log" using 1:3 with lines title "OUT, bit/s" smooth bezier, \ "/root/no_shaper.log" using 1:3 with lines title "OUT, bit/s" [root@node-1 ~]# cat plot.sh #!/usr/bin/gnuplot -persist set terminal png size 1400,600 # Размер и формат графика. set output "___OUTPUT_FILE___" set title "___TITLE_OF_PLOT___" # Заголовок set nokey # не знаю. Уточнить. set key top left # Расположение подписи set key box # Оформление (в рамке) подписи к графикам set xlabel "Date" # Метка по оси Х set xdata time # Описать что по оси Х время (формат ниже) set timefmt "%s" # Формат даты соответвует формату gnu date # В моем случае был удобен такой формат. set ylabel "Traffic" #set format y '%.0s%cB' set format y '%s' plot \ "___INPUT_FILE___" using 1:2 with lines title "IN, bit/s" smooth bezier, \ "___INPUT_FILE___" using 1:2 with lines title "IN, bit/s" , \ "___INPUT_FILE___" using 1:3 with lines title "OUT, bit/s" smooth bezier, \ "___INPUT_FILE___" using 1:3 with lines title "OUT, bit/s"
Точка отсчета - без шейпера
Для того что бы получить некоторую точку отсчета (учитывая что лаба - это ВМки) делаю первый прогон без ограничения трафика.
Бесклассовые дисциплины
TBF
Про TBF много пишут но я никогда ее не использовал. Соответственно - нужно тестировать.
Как и все бесклассовые дисциплины крепиться или к листу (leaf) или к интерфейсу.
Об этом напишу подробнее ниже.
Напомню что eth1 - интерфейс в сторону node-1
Удаляем текущую дисциплину
tc qdis del dev eth1 root
Убеждаемся что удалена (т е стоит по умолчанию pfifo_fast)
tc qdisc s dev eth1 qdisc pfifo_fast 0: root refcnt 2 bands 3 priomap 1 2 2 2 1 2 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 qdisc ingress ffff: parent ffff:fff1 ---------------- qdisc ingress ffff: parent ffff:fff1 ----------------
Второй раз удалить дисциплину по-умолчанию нельзя:
tc qdis del dev eth1 root RTNETLINK answers: No such file or directory
Добавляем дисциплину tbf:
tc qdisc add dev eth1 root tbf rate 180kbit latency 20ms buffer 1540
Проверяем:
tc qdisc s dev eth1 qdisc tbf 8002: root refcnt 2 rate 180000bit burst 1539b lat 20.0ms qdisc ingress ffff: parent ffff:fff1 ----------------
Описание параметров
После длительного гугления я так и не нашел внятного описания параметров. Потому попробую процитировать
- rate — ограничение скорости
- latency — максимальный "возраст"пакета в очереди
- burst — размер буфера. В токенах судя по всему. (burst/buffer/maxburst - альтернативные названия что вносит некоторую путаницу)
Результаты
Результаты (для меня) достаточно неожиданные
- Таки да - достаточно четко выставлена нужная скорость
- Явных потерь пингов я не наблюдаю
- Рост задержек явно не соответствует обещанным 20мс но и не запредельный
64 bytes from node-2 (192.168.2.2): icmp_seq=19 ttl=63 time=84.5 ms 64 bytes from node-2 (192.168.2.2): icmp_seq=20 ttl=63 time=84.6 ms 64 bytes from node-2 (192.168.2.2): icmp_seq=21 ttl=63 time=82.2 ms 64 bytes from node-2 (192.168.2.2): icmp_seq=28 ttl=63 time=86.0 ms 64 bytes from node-2 (192.168.2.2): icmp_seq=30 ttl=63 time=84.3 ms 64 bytes from node-2 (192.168.2.2): icmp_seq=37 ttl=63 time=84.1 ms
