CBQ限速

CBQ(Class based Queuing)是classful的限速工具。CBQ的主要工作原理是调整包之间的时间间隔来达到限速的目的。比如10mbit/s的链路要限制为1mbit/s，那么就有90%的时间是空闲的。这种方式需要预先的知道链路的capacity。

原理：

CBQ会统计链路的idle时间(moving_avg)，并将这个同理论计算的idle时间比较，idle_moving_avg - idle_target = avgidle，理想情况下avgidle是0，如果链路过载，那么avgidle就是负值，CBQ会限制发送一段时间，如果长时间不发生数据，那么avgidle就会变大，这种情况下就会有一些burst，为了限制burst，就需要设置maxidle.

idle时间的衡量在实现中是用的设备驱动的数据请求之间的jiffies.

参数：

avgpkt - 包的平均大小，字节数。这个用来计算maxidle。

bandwidth - 链路的capacity，用来计算理论idle时间

cell - 计算包的传输时延时用到，cell作为包大小的基本单位，默认为8。例如：800byte和806byte的包的传输时延都一样。

maxburst - 突发流量的设置，这里是设置包的个数，maxidle不能直接设置，只能通过这个参数设置。

minburst - CBQ在流量过载时，理想情况下是在计算的每个idle时间点只发送一个包，但内核的时间精度有限制，所以只能选择在相对长一点的时间内多一次性的多发送一些数据包。minburst设置的越大，那么在长时间内的流控就越准，但会带来瞬间的突发流量。

minidle - CBQ在流量过载时，avgidle小于0，再次发生数据要等到avgidle恢复到某个比较大的值，如果之前的流量有很大的突发，这段时间可能会很长。如果指定minidle，就可以防止avgidle出现过小的情况。Minidle的单位是us(microseconds), 设置为10表示-10us。

mpu - 最小包单元的字节数，因为即便payload是0, ethernet的包长度必须填充为64字节，也是需要时间来传输的，这个用来精确的计算idle时间。

rate - 要限制的带宽。

CBQ的class特性：

CBQ也可以组织成树形结构，每个class是一个节点，可以设置优先级，优先级小的优先调度，调度采用WWR(weighted round robin)方式，下面是相关的一些参数：

allot - 每次调度可以发送的字节数（最小单元）。一个class一轮可以调度多次，根据weight来。

prio - 优先级

weight - 权值，最终会做归一化处理，一般采用10分制。renormalized weight和alloc的乘积就是每轮调度该class能发生的字节数。

CBQ的带宽共享：

isolated - 不借给子节点class带宽

sharing - 可以借给字节的class带宽，默认值。

bounded - 不去借用父节点class带宽

borrow - 可以借用父节点class带宽，默认值。


例子：

               1:           root qdisc
               |
              1:1           child class
             /   \
            /     \
          1:3     1:4       leaf classes
           |       |
          30:     40:       qdiscs
         (sfq)   (sfq)

在这个例子中，给http 5mbit，给smtp 3mbit，他们加起来不超过6 mbit/s, 并且他们直接可以共享带宽。

链路的capacity是100mbit。

1）设置root节点，设置为bounded那么带宽就不会超出6 mbit.

# tc qdisc add dev eth0 root handle 1:0 cbq bandwidth 100Mbit         \
  avpkt 1000 cell 8

# tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 cbq bandwidth 100Mbit  \
  rate 6Mbit weight 0.6Mbit prio 8 allot 1514 cell 8 maxburst 20      \
  avpkt 1000 bounded 

2) 设置两个叶子节点：

# tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:3 cbq bandwidth 100Mbit  \
  rate 5Mbit weight 0.5Mbit prio 5 allot 1514 cell 8 maxburst 20      \
  avpkt 1000                       
# tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:4 cbq bandwidth 100Mbit  \
  rate 3Mbit weight 0.3Mbit prio 5 allot 1514 cell 8 maxburst 20      \
  avpkt 1000 

4）采用SFQ替换FIFO，达到流间调度的公平性。

# tc qdisc add dev eth0 parent 1:3 handle 30: sfq
# tc qdisc add dev eth0 parent 1:4 handle 40: sfq

 
5）加入过滤，针对特定的协议端口：

# tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 u32 match ip \
  sport 80 0xffff flowid 1:3
# tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 u32 match ip \
  sport 25 0xffff flowid 1:4 

工具: 

CentOS/Redhat默认已经带了一个cbq的工具,相关的配置在/etc/sysconf/cbq,shell脚本在sbin/cbq下.