Ограничение пропускной способности сетевого соединения в Linux

Оригинал: How to limit network bandwidth on Linux
Автор: Dan Nanni
Дата публикации: 26 января 2016 г.
Перевод: А. Панин
Дата перевода: 23 мая 2016 г.

Если в процессе работы с вашей системой Linux для настольных компьютеров вы нередко одновременно используете множество работающих с сетью приложений или разделяете пропускную способность своего домашнего сетевого соединения между несколькими компьютерами, вы наверняка хотите максимально контролировать использование ресурсов имеющегося сетевого соединения. В противном случае при загрузке файлов большого объема с помощью специализированного приложения ваша интерактивная сессия SSH может начать работать с большим замедлением или перестать работать вообще. Либо в процессе синхронизации директории большого объема с сервером Dropbox ваши домашние могут начать жаловаться на постоянные перерывы, возникающие в процессе просмотра видео из сети.

В данном руководстве я постараюсь описать два различных подхода к ограничению пропускной способности сетевого соединения в Linux.

Ограничение пропускной способности сетевого соединения на уровне приложения в Linux

Одним из инструментов для ограничения пропускной способности сетевого соединения, использующим интерфейс командной строки системы, является утилита под названием trickle. Trickle позволяет осуществлять шейпинг трафика, генерируемого любым из существующих приложений, путем «подгрузки» библиотеки с реализацией механизма сетевых сокетов и алгоритмов ограничения пропускной способности сетевого соединения в процессе запуска приложения. Преимущество утилиты trickle заключается в том, что она функционирует исключительно в пространстве пользователя, поэтому вам не понадобятся привилегии пользователя root для ограничения пропускной способности сетевого соединения на уровне какого-либо из приложений. Для совместимости с утилитой trickle приложение должно использовать интерфейс сетевых сокетов без статического связывания с соответствующей системной библиотекой. Утилита trickle может оказаться полезной тогда, когда вам нужно ограничить пропускную способность сетевого соединения на уровне приложения, которое не имеет аналогичного встроенного механизма.

Для установки trickle в Ubuntu, Debian и производных дистрибутивах следует использовать следующую команду:

$ sudo apt-get install trickle

Для установки trickle в дистрибутивах Fedora или CentOS/RHEL (с подключенным репозиторием EPEL) следует использовать следующую команду:

$ sudo yum install trickle

Утилита trickle используется следующим образом. Необходимо просто разместить вызов trickle (а также флаги и значения лимитов скоростей) перед командой, которую вы желаете исполнить.

$ trickle -d <лимит-скорости-приема> -u <лимит-скорости-передачи> <команда>

С помощью данной команды устанавливаются заданные лимиты скоростей приема и передачи данных (в КБ/с) для приложения, запускаемого с помощью заданной команды.

Например, для установки ограничения максимальной скорости передачи данных для утилиты scp, равного 100 КБ/с, может использоваться следующая команда:

$ trickle -u 100 scp backup.tgz alice@remote_host.com:

При желании вы можете установить ограничение максимальной скорости приема данных (равное, к примеру, 300 КБ/с) для вашего веб-браузера Firefox, создав специальный файл запуска приложения со следующей командой запуска:

trickle -d 300 firefox %u

Наконец, утилита trickle может запускаться в режиме демона и контролировать «общую» пропускную способность сетевого соединения для всех приложений, которые были запущены с помощью нее. Для запуска trickle в режиме демона (т.е., trickled) может использоваться следующая команда:

$ sudo trickled -d 1000

После того, как демон trickled начнет работу в фоновом режиме, вы можете запускать другие приложения с помощью утилиты trickle. Теперь, если вы запустите с помощью утилиты trickle одно приложение, его скорость приема данных будет ограничиваться 1000 КБ/с. Если же вы запустите с помощью утилиты trickle еще одно приложение, скорость приема данных каждого из этих приложений будет ограничиваться 500 КБ/с и так далее…

Ограничение пропускной способности сетевого соединения на уровне сетевого интерфейса в Linux

Еще один способ управления пропускной способностью вашего сетевого соединения заключается в установке лимитов скоростей приема и передачи данных на уровне сетевого интерфейса. Данный подход может оказаться полезным тогда, когда вы делите соединение с сетью Интернет с кем-либо еще. Как и в подавляющем большинстве случаев, в Linux есть необходимый для этого инструмент. Сценарий wondershaper предназначен для выполнения описанной задачи: он ограничивает пропускную способность сетевого соединения на уровне сетевого интерфейса.

На самом деле, wondershaper является простым сценарием командной оболочки, который использует утилиту tc для установки параметров шейпинга трафика и качества сетевого соединения на уровне заданного сетевого интерфейса. Шейпинг исходящего трафика осуществляется путем распределения пакетов по очередям с разными приоритетами, шейпинг входящего трафика - путем отбрасывания пакетов.

Фактически, список полезных функций сценария wondershaper не ограничивался добавлением возможности управления пропускной способностью для каждого из сетевых интерфейсов. Wondershaper также пытается максимально снизить задержки интерактивных сессий, таких, как SSH в процессе загрузки или передачи файлов больших объемов. Кроме того, он гарантирует, что при передаче файлов больших объемов (например, при синхронизации директорий с сервером Dropbox) не будет значительно снижаться скорость загрузки файлов и наоборот.

Для установки wondershaper в Ubuntu, Debian и производных дистрибутивах следует использовать следующую команду:

$ sudo apt-get install wondershaper

Для установки wondershaper в дистрибутиве Fedora или CentOS/RHEL (с подключенным репозиторием EPEL) следует использовать следующую команду:

$ sudo yum install wondershaper

Сценарий wondershaper используется следующим образом:

$ sudo wondershaper <интерфейс> <лимит-скорости-приема> <лимит-скорости-передачи>

Например, для установки максимальных скоростей приема/передачи данных для сетевого интерфейса eth0, равных 1000 и 500 Кб/с соответственно, может использоваться следующая команда:

$ sudo wondershaper eth0 1000 500

Вы можете удалить установленное ограничение пропускной способности сетевого интерфейса с помощью следующей команды:

$ sudo wondershaper clear eth0

Если вас интересует принцип работы сценария wondershaper, вы можете изучить его содержимое (/sbin/wondershaper).

Заключение

В данном руководстве я рассказал о двух различных вариантах ограничения пропускной способности сетевого соединения в системе Linux для настольных компьютеров, а именно, об ограничении пропускной способности сетевого соединения на уровне отдельных приложений и на уровне сетевых интерфейсов. Оба рассмотренных инструмента являются максимально простыми и позволяют быстро и просто организовать шейпинг ранее никоим образом не контролируемого сетевого трафика. Те из вас, кто желает узнать больше о способах ограничения пропускной способности сетевых соединений в Linux, могут ознакомиться со следующим руководством.

http://rus-linux.net/MyLDP/lvs/limit_network_bandwidth_linux.html