tc: 模拟网络异常的工具

作者：smallnest

Linux Traffic Control (tc)的扩展 Network Emulation (netem)可以很方便的模拟网络不好的情况，一般新的linux内核中(>= 2.6)已经内置了这个工具，可以方便的进行测试。

本文罗列了了 tc的常用的模拟命令，以备将来使用的时候查询。

主要参考了Linux基金会的官方介绍: netem

监控网卡。

首先要查看你的网卡信息，如: eth0，然后将这个网卡加入监控列表 sudo tc qdisc add dev eth0 root netem。

如果不想再监控，可以移除这个网卡 sudo tc qdisc del dev eth0 root netem

如果想查看监控列表，可以使用 tc -s qdisc。

qdisc是queueing discipline的缩写。

模拟网络延迟

固定延迟

1	tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms

每个包都固定延迟 100毫秒，设置好后你可以使用ping命令测试。

固定延迟+小随机值

1	tc qdisc change dev eth0 root netem delay 100ms 10ms

延迟时间变成了 100ms ± 10ms。

固定延迟+小随机值+相关系数

1	tc qdisc change dev eth0 root netem delay 100ms 10ms 25%

This causes the added delay to be 100ms ± 10ms with the next random element depending 25% on the last one. This isn't true statistical correlation, but an approximation.

遵循正态分布的延迟

典型情况下延迟并不是均分分布的，而是遵循类似正态分布的规律。所以你可以使用某种分布模拟延迟。

1	tc qdisc change dev eth0 root netem delay 100ms 20ms distribution normal

分布为normal、 pareto、 paretonormal等。

模拟丢包

随机丢弃一些包，丢弃比率可以设置。丢失比最小为 232 = 0.0000000232%。

1	tc qdisc change dev eth0 root netem loss 0.1%

上述命令会随机丢弃千分之一的包。

你还可以增加一个相关参数：

1	tc qdisc change dev eth0 root netem loss 0.3% 25%

丢弃率为千分之三，后一个的丢弃的可能性和前一个的可能性的25%相关：

Probn = .25 Probn-1 + .75 Random

模拟包重复

1	tc qdisc change dev eth0 root netem duplicate 1%

类似丢包的命令，上面命令产生百分之一的重复包。

模拟错误包

模拟随机噪音(错误包)，这个功能在 2.6.16以及以后的版本中才加入。它会在包中随机位置更改一个bit。

1	tc qdisc change dev eth0 root netem corrupt 0.1%

模拟包乱序

1）方式一
使用 gap。第5th包（5、10、15、20）立即发送，其它的包会延迟10毫秒。

1	tc qdisc change dev eth0 root netem gap 5 delay 10ms

2）方式二
方式一乱序方式是固定的，可以预测的。方式二引入随机性：

1	tc qdisc change dev eth0 root netem delay 10ms reorder 25% 50%

25%的包会立即发送，其它的包会延迟10毫秒。相关系数为50%。

新版的netem的包延迟设置也可能导致包乱序，如果包延迟的有一定的随机性的话：

1	tc qdisc change dev eth0 root netem delay 100ms 75ms

因为延迟时间在100ms ± 75ms返回内，就有可能第二包的延迟比第一个包的延迟小，先发出去。

控制包速(带宽)

没有直接命令，需要两条命令配合使用。

# tc qdisc add dev eth0 root handle 1:0 netem delay 100ms

# tc qdisc add dev eth0 parent 1:1 handle 10: tbf rate 256kbit buffer 1600 limit 3000

# tc -s qdisc ls dev eth0

qdisc netem 1: limit 1000 delay 100.0ms

Sent 0 bytes 0 pkts (dropped 0, overlimits 0 )

qdisc tbf 10: rate 256Kbit burst 1599b lat 26.6ms