模拟流量神器-tc

tc 命令是 Linux 系统中 Traffic Control（流量控制）的工具，用于配置内核中的网络流量控制功能。它是 iproute2 软件包的一部分，功能非常强大。

1. 基本概念

tc 主要用于：

• 流量整形（Shaping）
• 调度（Scheduling）
• 策略（Policing）
• 丢包（Dropping）

2. 基本语法结构

tc [选项] 对象 命令 [参数]

常用对象：

• qdisc - 排队规则
• class - 流量类别
• filter - 过滤器

3. 主要功能和使用场景

3.1 查看当前配置

# 查看所有网络接口的流量控制
tc qdisc show

# 查看指定接口（如 eth0）的配置
tc qdisc show dev eth0

# 查看类别
tc class show dev eth0

# 查看过滤器
tc filter show dev eth0

3.2 添加排队规则（qdisc）

设置网络延迟

# 为 eth0 添加 100ms 延迟
tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms

# 延迟范围：100ms ± 10ms
tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 10ms

# 延迟带相关性（后续包延迟相关性 25%）
tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 10ms 25%

设置数据包丢失

# 设置 5% 的丢包率
tc qdisc add dev eth0 root netem loss 5%

# 丢包率范围：5% ± 1%
tc qdisc add dev eth0 root netem loss 5% 1%

设置数据包重复

# 设置 3% 的包重复率
tc qdisc add dev eth0 root netem duplicate 3%

设置数据包损坏

# 设置 0.1% 的包损坏率
tc qdisc add dev eth0 root netem corrupt 0.1%

设置数据包乱序

# 设置 5% 的包乱序，相关性 25%
tc qdisc add dev eth0 root netem delay 50ms reorder 5% 25%

3.3 限制带宽

使用 TBF（Token Bucket Filter）

# 限制带宽为 1mbit，突发流量 10kb，最大延迟 50ms
tc qdisc add dev eth0 root tbf rate 1mbit burst 10kb latency 50ms

使用 HTB（Hierarchical Token Bucket）

# 创建根队列
tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 12

# 创建根类，限制总带宽为 10mbit
tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:1 htb rate 10mbit

# 创建子类，限制特定流量为 2mbit
tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:12 htb rate 2mbit

3.4 删除配置

# 删除所有队列规则
tc qdisc del dev eth0 root

# 删除特定过滤器
tc filter del dev eth0 parent 1: protocol ip prio 1

4. 高级用法

4.1 基于端口的流量控制

# 限制 SSH 流量（端口 22）为 1mbit
tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb
tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:10 htb rate 1mbit
tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1: prio 1 u32 match ip dport 22 0xffff flowid 1:10

4.2 基于 IP 地址的流量控制

# 限制特定 IP（192.168.1.100）的带宽
tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb
tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:20 htb rate 512kbit
tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1: prio 1 u32 match ip dst 192.168.1.100 flowid 1:20

4.3 组合多种网络条件

# 模拟恶劣网络环境：延迟 + 丢包 + 乱序
tc qdisc add dev eth0 root netem \
    delay 200ms 20ms \
    loss 3% \
    duplicate 1% \
    corrupt 0.5% \
    reorder 10% 25%

5. 实际应用案例

5.1 测试网站性能

# 添加网络延迟和丢包
tc qdisc add dev eth0 root netem delay 150ms loss 2%

# 测试网站加载
curl -I https://example.com

# 清理规则
tc qdisc del dev eth0 root

5.2 限制下载速度

# 限制下载速度不超过 500kbit
tc qdisc add dev eth0 root tbf rate 500kbit burst 10kb latency 50ms

5.3 创建复杂的流量控制策略

#!/bin/bash
# 复杂的流量控制脚本

DEV=eth0

# 清理现有规则
tc qdisc del dev $DEV root 2>/dev/null

# 创建 HTB 根队列
tc qdisc add dev $DEV root handle 1: htb default 30

# 创建根类（总带宽 10mbit）
tc class add dev $DEV parent 1: classid 1:1 htb rate 10mbit

# 创建子类：高优先级流量（2mbit）
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:10 htb rate 2mbit prio 0

# 创建子类：普通流量（6mbit）
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:20 htb rate 6mbit prio 1

# 创建子类：低优先级流量（2mbit）
tc class add dev $DEV parent 1:1 classid 1:30 htb rate 2mbit prio 2

# 设置过滤器：SSH 流量为高优先级
tc filter add dev $DEV protocol ip parent 1: prio 1 u32 match ip dport 22 0xffff flowid 1:10

# 设置过滤器：HTTP 流量为普通优先级
tc filter add dev $DEV protocol ip parent 1: prio 2 u32 match ip dport 80 0xffff flowid 1:20

6. 常用参数说明

参数	说明
`rate`	带宽限制（如 1mbit, 512kbit）
`burst`	突发流量大小
`latency`	最大延迟时间
`delay`	网络延迟
`loss`	丢包率
`duplicate`	包重复率
`corrupt`	包损坏率
`reorder`	包乱序率

7. 注意事项

1. 需要 root 权限：所有 tc 命令都需要管理员权限
2. 临时生效：重启后规则会丢失，需要持久化配置
3. 谨慎操作：错误的配置可能导致网络中断
4. 测试环境：建议在测试环境中先验证

8. 持久化配置

在 Ubuntu/Debian 中创建持久化配置：

# 安装持久化工具
sudo apt install ifupdown

# 编辑网络接口配置
sudo nano /etc/network/interfaces

# 添加类似内容：
# auto eth0
# iface eth0 inet static
#     address 192.168.1.100
#     netmask 255.255.255.0
#     gateway 192.168.1.1
#     post-up tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms