Linux 系统中的流量控制工具：tc 命令详解
在 Linux 网络管理中，流量控制（Traffic Control，简称 tc）是一个强大的命令行工具，用于管理和限制网络接口的带宽、延迟、丢包率等参数，通过 tc，系统管理员可以精确控制数据包的传输行为，实现网络带宽分配、服务质量（QoS）保障、网络模拟测试等功能，本文将详细介绍 tc 命令的基本概念、常用参数、实际应用场景及操作示例，帮助读者全面掌握这一工具。
tc 命令的基本概念与架构
tc 命令是 Linux 内核流量控制框架的接口，其核心思想是通过“队列规则”（Queuing Disciplines，简称 qdisc）管理数据包的发送顺序和速率，tc 的架构分为三层：
- qdisc（队列规则）：定义数据包在发送队列中的调度方式，如 FIFO（先进先出）、CBQ（基于类的队列）、HTB（层次令牌桶）等。
- class（分类）：在 qdisc 内部进一步划分流量类别，实现更细粒度的控制。
- filter（过滤器）：根据数据包的属性（如源/目的 IP、端口、协议等）将其归类到特定的 class 中。
通过这三层结构,tc 可以实现对不同类型流量的差异化处理。
tc 命令的常用语法与参数
tc 命令的基本语法结构为：
tc [选项] OBJECT { COMMAND | help }
OBJECT 主要包括 qdisc（队列规则）、class（分类）、filter（过滤器）等，COMMAND 为具体操作（如 add、del、show），常用参数包括：
dev：指定网络接口，如eth0、wlan0。parent：指定父级 qdisc 或 class 的 ID，根 qdisc 的 ID 为 。handle：为 qdisc 或 class 分配唯一标识符。root：将 qdisc 设置为接口的根队列规则。htb、sfq、netem等：指定 qdisc 的类型，如htb用于带宽限制，netem用于网络延迟模拟。
常用 qdisc 类型及功能
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HTB（Hierarchical Token Bucket）
HTB 是一种基于令牌桶的队列规则，支持层次化带宽分配，适合实现复杂的 QoS 策略，为不同用户或服务分配固定带宽，并允许剩余带宽的动态共享。
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SFQ（Stochastic Fairness Queueing）
SFQ 通过哈希算法将数据包分配到多个子队列，实现流量的公平调度，避免单个大流量连接占用全部带宽。 -
NETEM（Network Emulator）
NETEM 用于模拟网络中的不稳定因素，如延迟、丢包、抖动等，常用于测试应用的健壮性，模拟 100ms 延迟和 1% 丢包率：tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms loss 1%
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CBQ（Class-Based Queueing）
CBQ 是一种基于类的队列规则，支持带宽分配和优先级设置，适用于需要严格保证关键业务带宽的场景。
实际应用场景与示例
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限制带宽
使用 HTB 限制 eth0 接口的下行带宽为 10Mbps，并保证最小带宽 2Mbps：tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:1 htb rate 10mbps ceil 10mbps tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 2mbps ceil 10mbps
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模拟网络延迟与丢包
在 eth0 接口上模拟 50ms 延迟、10% 丢包和 2ms 抖动：
tc qdisc add dev eth0 root netem delay 50ms 2ms loss 10%
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基于 IP 的流量限制
通过 filter 将来自 192.168.1.100 的流量限制到 1Mbps：tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:10 htb rate 1mbps tc filter add dev eth0 parent 1: protocol ip prio 1 u32 match ip src 192.168.1.100 flowid 1:10
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删除或修改规则
删除 eth0 上的根 qdisc：tc qdisc del dev eth0 root
修改现有延迟参数为 200ms：
tc qdisc change dev eth0 root netem delay 200ms
注意事项与最佳实践
- 谨慎操作：tc 命令直接修改内核网络参数，错误配置可能导致网络中断，建议在测试环境中验证后再部署到生产环境。
- 规则持久化：默认情况下，tc 规则在重启后会失效，可通过
iptables或网络管理工具（如NetworkManager）实现规则持久化。 - 性能影响：复杂的 qdisc 和 filter 配置可能增加 CPU 开销，建议根据实际硬件性能调整规则复杂度。
- 监控与调试：使用
tc -s qdisc show dev eth0查看队列统计信息，结合ping、iperf等工具验证流量控制效果。
tc 命令作为 Linux 网络管理的核心工具，提供了灵活且强大的流量控制能力，通过合理配置 qdisc、class 和 filter，管理员可以实现带宽分配、QoS 保障、网络模拟等多种需求，尽管其参数较多且配置复杂，但通过本文的介绍和示例，读者可以逐步掌握 tc 的使用方法，为优化网络性能和解决网络问题提供有力支持，在实际应用中，建议结合具体场景选择合适的队列规则，并通过持续监控调整参数，以达到最佳的网络管理效果。
