基于Linux系統(tǒng)的流量控制研究.pdf

1、流量控制常用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的安全訪問進(jìn)行有效的控制，并保障重要業(yè)務(wù)的帶寬。企業(yè)用戶常使用多網(wǎng)卡提高服務(wù)器的吞吐量、避免單點(diǎn)故障，以達(dá)到性能與經(jīng)濟(jì)成本的平衡。使用令牌桶算法在多網(wǎng)卡環(huán)境下進(jìn)行流量控制時(shí)存在業(yè)務(wù)分類的問題，目前，缺少在這種場(chǎng)景下根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行剩余帶寬利用的流量控制算法。另外，用戶通過流量控制配置工具實(shí)現(xiàn)流量控制，Linux系統(tǒng)上的流量配置工具tc未兼顧功能與用戶體驗(yàn)兩方面，應(yīng)針對(duì)Linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有友好用戶接

2、口的帶寬使用方法。
　　本文首先圍繞Linux系統(tǒng)上的流量控制機(jī)制進(jìn)行研究，分析了Linux內(nèi)核中流量控制的流程與方法，對(duì)流量控制常用的FIFO、RED、TBF、CBQ、HTB等排隊(duì)規(guī)則算法總結(jié)了原理及特點(diǎn);對(duì)排隊(duì)規(guī)則算法在內(nèi)核中的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了分析;對(duì)流量控制工具tc與流量過濾工具iptables進(jìn)行了介紹。針對(duì)上文提到的問題，本文主要完成了以下工作:
　　基于多網(wǎng)卡流量控制的需求，在令牌桶算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了改進(jìn)的共享令

3、牌桶算法STBF，并在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比。改進(jìn)的共享令牌桶算法能夠在多網(wǎng)卡環(huán)境中對(duì)不同的網(wǎng)卡設(shè)置服務(wù)優(yōu)先等級(jí)，在多個(gè)網(wǎng)卡間按照優(yōu)先級(jí)的高低實(shí)現(xiàn)空閑令牌的共享。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的共享令牌桶算法能夠在多網(wǎng)卡應(yīng)用環(huán)境中有效達(dá)到流量控制的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了按業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)分配空閑令牌與TBF算法、HTB算法相比提高了帶寬利用率。在僅有優(yōu)先級(jí)高的網(wǎng)卡處于流量繁忙狀態(tài)時(shí)，STBF算法的平均帶寬利用率相比TBF算法由73％提升到了97％;同等負(fù)

4、載狀態(tài)下，STBF算法的平均發(fā)送時(shí)延要低于TBF算法與HTB算法。
　　針對(duì)Linux流量配置工具tc的不足，結(jié)合tc的帶寬管理功能與iptables的流量過濾功能，設(shè)計(jì)了一種用于Linux系統(tǒng)的帶寬管理方法tctables，并對(duì)該方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。該方法具有容易掌握的使用方法、良好的移植性以及與比tc豐富的過濾功能，支持普通用戶、網(wǎng)絡(luò)管理員、編程開發(fā)人員等各類用戶進(jìn)行帶寬管理或者帶寬管理軟件的開發(fā)。帶寬管理方法tctables