Freebsd traffic shaping

Allikas: Kuutõrvaja
Redaktsioon seisuga 22. mai 2011, kell 15:57 kasutajalt Jj (arutelu | kaastöö) (Lingid)

Sissejuhatus

FreeBSD ja ALTQ

ALTQ on "ALTernate Queueing framework for BSD UNIX". ALTQ võimaldab pakettide järjestamist ning teisi QoS-i komponente, mis on vajalikud QoS-i edukaks teostamiseks võrgus, seda kasutatakse enamasti BSD operatsioonisüsteeme kasutatavates ruuterites. ALTQ on osa FreeBSD ja NetBSD distributsioonidest ning on integreeritud Packet Filter tulemüüri.

ALTQ lihtsamalt öeldes pakub võrguliikluse kontrollvõimalusi ,et suurendada teatud teenuste töökindlust ja tähtsamale liiklusele tagada kõrgemaid prioriteete ja kanali suurust ning samas piirata mitmet laadi ebasobivat liiklust võrkudes ja vähendada selle ribalaiust.

Ametlik ALTQ koduleht http://www.sonycsl.co.jp/person/kjc/kjc/software.html Ning põhjalikku juttu ja näiteid leiab OpenBSD packet filteri lehelt http://www.openbsd.org/faq/pf/queueing.html

Pakette ALTQ's paigutatakse järjekordadesse (Queue). Järjekordadega tegeleb omakorda scheduler. Võimalik on kasutada kahte tüüpi schedulere

   * Class Based Queueing
   * Priority Queueing

CBQ

Igale järjekorrale on seadistatud tema liiklus. Järjekord saab ka laenata (borrow) endale ribalaiust lisaks enda juurjärjekorrast.

Näiteks juurjärjekord 2Mbps mis jaotatakse laiali kolme alamjärjekorra vahel

Root Queue (2Mbps) 
Queue A (1Mbps) 
Queue B (500Kbps) 
Queue C (500Kbps) 

Seda hirearhiat saab laiendada veel defineerides alamjärjekordi, näiteks

Root Queue (2Mbps) 
 UserA (1Mbps) 
  ssh (50Kbps) 
  bulk (950Kbps) 
 UserB (1Mbps) 
  ssh (100Kbps) 
  ftp (900Kbps, borrow)

Veel saab igale järjekorrale seadistada tema prioriteedi taseme. Järjekorraga millel on kõrgem propriteet tegeletakse kõige esimesena

Root Queue (2Mbps) 
 UserA (1Mbps, priority 1) 
  ssh (100Kbps, priority 5) 
  ftp (900Kbps, priority 3) 
 UserB (1Mbps, priority 1)

Kui prioriteet on sama leveliga, nagu näites on userA ja userB järjekordadel siis tegeletakse järjekordadega round-robin laadselt. Muide kui tegeletakse userA järjekorraga tegeletakse ka tema alamjärjekordadega samaaegselt. Näites hetkel on ssh järjekorral kõrgem prioriteet ning saab eelised ftp üle kuid ainult antud kasutaja liikluse piires.

PRIQ

Võimaldab erinevatele järjekordadele seadistada erinevaid prioriteetide tasemeid. Järjekorraga mis on kõrgema prioriteediga tegeletakse alati esimesena ja edasi vastavalt temast madalamal olevatega.

Root Queue (2Mbps) 
Queue A (priority 1) 
Queue B (priority 2) 
Queue C (priority 3)

RED Random Early Detection

Tegeleb pideva jälgimisega ,et järjekord ei saaks täis. Võimalik on kasutada ainult tcp liiklusel mitte udp või icmp

FreeBSD's ALTQ kasutamine

Kernelisse tuleb lisada ja kompileerida järgnevad võtmed

options         ALTQ
options         ALTQ_CBQ        # Class Bases Queuing (CBQ)
options         ALTQ_RED        # Random Early Detection (RED)
options         ALTQ_RIO        # RED In/Out
options         ALTQ_HFSC       # Hierarchical Packet Scheduler (HFSC)
options         ALTQ_PRIQ       # Priority Queuing (PRIQ)
options         ALTQ_NOPCC      # Required for SMP build

Kontrollida tuleks ka manualist kas võrgukaart mis asub ruuteris sobib tööks.

Neli näidet ALTQ kasutusest levinud reaalsetes olukordades

Näide 1

Daniel Hartmeier's ADSL näide - kõrgema prioriteedi andmine ACK päringutele ,et suurendada võrgu jõudlust ebasümmeetrilisel ADSL ühendusel kus upload kanal on liiga väike ning kipub ummistuma nii ,et ACK requestid kipuvad takerduma ja selletõttu kogu download kiirus omakorda hakkab ikalduma.

altq on fxp0 priq bandwidth 100Kb queue { q_pri, q_def }
queue q_pri priority 7
queue q_def priority 1 priq(default)

pass out on fxp0 proto tcp from $ext_if to any flags S/SA keep state queue (q_def, q_pri)
pass in  on fxp0 proto tcp from any to $ext_if flags S/SA keep state queue (q_def, q_pri)

http://www.benzedrine.cx/ackpri.html

Näide 2

Liikluse piiramine vastavalt liikluse tüübile teatavate protsentideni võimaldades vaba kanali puhul siiski laenata ribalaiust juurde.

altq on $ext_if cbq bandwidth 640Kb queue { def, ftp, udp, http, ssh, icmp }
queue def bandwidth 18% cbq(default borrow red)
queue ftp bandwidth 10% cbq(borrow red)
queue udp bandwidth 30% cbq(borrow red)
queue http bandwidth 20% cbq(borrow red)
queue ssh bandwidth 20% cbq(borrow red) { ssh_interactive, ssh_bulk }
queue ssh_interactive priority 7
queue ssh_bulk priority 0
queue icmp bandwidth 2% cbq

pass log quick on $ext_if proto tcp from any to any port 22 flags S/SA keep state queue (ssh_bulk, ssh_interactive)
pass in quick on $ext_if proto tcp from any to any port 20 flags S/SA  keep state queue ftp
pass in quick on $ext_if proto tcp from any to any port 80 flags S/SA keep state queue http

pass out on $ext_if proto udp all keep state queue udp
pass out on $ext_if proto icmp all keep state queue icmp

Näide 3

Ebasoovitatava liiklusega tegelemine.

  queue q_default cbq(default)
  queue q_web (...) 

   ## kogu emaili liiklus limiteeritakse kiirusele 1Mb/sec
   queue q_mail bandwidth 1Mb { q_mail_windows }
   ## aga windowsi mail limiteeritakse kiirusele 56Kb/sec
   queue q_mail_windows bandwidth 56Kb

   pass in quick proto tcp from any os "Windows" to $ext_if port 25 keep state queue q_mail_windows
   pass in quick proto tcp from any to $ext_if port 25 label "smtp" keep state queue q_mail

Näide 4

Näide pf altq traffic shapingust koos tulemüüriga. Kasutusel on piiratud võimalustega väline ühendus, ruuteril on kaks võrgukaarti millest väline fxp1 ja sisemine fxp0 ning sisemisele toimib nat.

Piiratakse nii download kui uploadi. Iga hosti kohta saab määrata erineva uploadi ja downloadi.

Näites on kolm klienti

192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.3

Milledel downloadi piirame 512kb peale ja uploadi 256kb/s

ext_if="fxp1"
int_if="fxp0"

sourcetrack="keep state"
set optimization aggressive

192.168.1.0/24 download
altq on $int_if cbq bandwidth 100Mb queue if1
queue if1 bandwidth 100% cbq(rio ecn default) { a1, a2, a3 }
queue a1 bandwidth 512Kb cbq(rio ecn) 1
queue a2 bandwidth 512Kb cbq(rio ecn) 1
queue a3 bandwidth 512Kb cbq(rio ecn) 1

192.168.1.0/24 upload
altq on $ext_if cbq bandwidth 100Mb queue eif1
queue eif1 bandwidth 100% cbq(rio ecn default) { b1, b2, b3 }
queue b1 bandwidth 256Kb cbq(rio ecn) 1
queue b2 bandwidth 256Kb cbq(rio ecn) 1
queue b3 bandwidth 256Kb cbq(rio ecn) 1

192.168.1.0/24-nat
nat on $ext_if from 192.168.1.1 to any tag pc1 -> ($ext_if)
nat on $ext_if from 192.168.1.2 to any tag pc2 -> ($ext_if)
nat on $ext_if from 192.168.1.3 to any tag pc3 -> ($ext_if)

block log all label "blocked"
pass quick on lo0 all

192.168.1.0/24 sisemiste interfacede ip'ni piiramatul kiirusel traffic
pass quick all tagged intnat keep state
pass quick from 192.168.1.0/24 to $int_if keep state
pass quick from $int_if to 192.168.1.0/24 keep state

download
pass in quick from 192.168.1.1 to any $sourcetrack queue a1 label 192_168_1_1_down
pass in quick from 192.168.1.2 to any $sourcetrack queue a2 label 192_168_1_2_down
pass in quick from 192.168.1.3 to any $sourcetrack queue a3 label 192_168_1_3_down

upload
pass out quick tagged pc1 $sourcetrack queue b1 label 192_168_1_1_up
pass out quick tagged pc2 $sourcetrack queue b2 label 192_168_1_2_up
pass out quick tagged pc3 $sourcetrack queue b3 label 192_168_1_3_up

pass in inet proto icmp all keep state
pass out inet proto icmp all keep state
  
pass in on $ext_if proto tcp from any to $ext_if port 22 keep state
pass out on $ext_if proto { tcp, udp } all keep state

Nagu näha on asi äärmiselt paindlik nii ,et saame vabalt igale kliendile määrata erinevad teistest sõltumatud upload ja download kiirused ning isegi määrata erinevad proriteedid erinevatele kasutajatele ja nende liiklusele

Lingid

ALTQ nippe

http://www.sonycsl.co.jp/~kjc/software/TIPS.txt

Näited millest siin palas ALTQ'ga seoses juttu tehtud

http://www.bgnett.no/~peter/pf/en/altqintro.html

Ülevaatlikult ALTQ frameworkist

http://blogs.techrepublic.com.com/security/?p=391

http://blog.segment7.net/2009/07/27/bandwidth-limiting-with-pf-and-altq