玩转Openvwitch第七站：Port和QoS （1）

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对于控制一台机器的QoS，分两个方向，一个是入方向，一个是出方向。

其实能控制的只有出方向，通过Shaping，将出的流量控制成自己想要的模样。而进入的方向是无法控制的，只能通过Policy将包丢弃。

OpenVwitch中有关QoS的表结构如下：

我们可以通过TC控制网络的QoS，主要通过队列的方式。

第一大类称为Classless Queuing Disciplines，默认为pfifo_fast，是一种不把网络包分类的一种技术。

pfifo_fast根据网络包中的TOS对应的数字，在TOS的priomap中查看对应的Band，不同的Band对应的不同的队列。

另外一种称为SFQ, Stochastic Fair Queuing

有很多的FIFO的队列，TCP Session或者UDP stream会被分配到某个队列。包会RoundRobin的从各个队列中取出发送。

这样不会一个Session占据所有的流量。

但不是每一个Session都有一个队列，而是有一个Hash算法，将大量的Session分配到有限的队列中。

这样两个Session会共享一个队列，也有可能互相影响。

Hash函数会经常改变，从而session不会总是相互影响。

还有一种是TBF, Token Bucket Filter。两个概念Tokens and buckets，所有的包排成队列进行发送，但不是到了队头就能发送，而是需要拿到Token才能发送。

Token根据设定的速度rate生成，所以即便队列很长，也是按照rate进行发送的。

当没有包在队列中的时候，Token还是以既定的速度生成，但是不是无限累积的，而是放满了buckets为止，篮子的大小常用burst/buffer/maxburst来设定。

Buckets会避免下面的情况：当长时间没有包发送的时候，积累了大量的Token，突然来了大量的包，每个都能得到Token，造成瞬间流量大增。

另外一大类是Classful Queuing Disciplines。

其中典型的为HTB, Hierarchical Token Bucket。

Shaping：仅仅发生在叶子节点，依赖于其他的Queue。

Borrowing: 当网络资源空闲的时候，借点过来为我所用。

Rate：设定的发送速度。

Ceil：最大的速度，和rate之间的差是最多能向别人借多少。

type  of class	class  state	HTB  internal state	action  taken
leaf	< rate	HTB_CAN_SEND	Leaf  class will dequeue queued bytes up to available tokens  (no more than burst packets)
leaf	> rate,  < ceil	HTB_MAY_BORROW	Leaf  class will attempt to borrow tokens/ctokens from parent class. If tokens are  available, they will be lent in quantum increments and the leaf  class will dequeue up to cburst bytes
leaf	> ceil	HTB_CANT_SEND	No  packets will be dequeued. This will cause packet delay and will increase  latency to meet the desired rate.
inner,  root	< rate	HTB_CAN_SEND	Inner  class will lend tokens to children.
inner,  root	> rate,  < ceil	HTB_MAY_BORROW	Inner  class will attempt to borrow tokens/ctokens from parent class, lending them to  competing children in quantum increments per request.
inner,  root	> ceil	HTB_CANT_SEND	Inner  class will not attempt to borrow from its parent and will not lend tokens/ctokens  to children classes.

接下来举个具体的例子，通过TC构建一个如下的HTB树。

创建一个HTB的qdisc在eth0上，句柄为1:，default 12表示默认发送给1:12。

tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 12

创建一个root class，然后创建几个子class。

同一个root class下的子类可以相互借流量，如果直接不在qdisc下面创建一个root class，而是直接创建三个class，他们之间是不能相互借流量的。

tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:1 htb rate 100kbps ceil 100kbps

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 30kbps ceil 100kbps

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:11 htb rate 10kbps ceil 100kbps

tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:12 htb rate 60kbps ceil 100kbps

创建叶子qdisc，分别为fifo和sfq。

tc qdisc add dev eth0 parent 1:10 handle 20: pfifo limit 5

tc qdisc add dev eth0 parent 1:11 handle 30: pfifo limit 5

tc qdisc add dev eth0 parent 1:12 handle 40: sfq perturb 10

设定规则：从1.2.3.4来的，发送给port 80的包，从1:10走；其他从1.2.3.4发送来的包从1:11走；其他的走默认。

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

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