Linux内网测试环境模拟网络丢包和延时

本文源自同事分享,在此基础之上做简要修改而成。

Linux下有2traffic control(简写TC)和netem这2个工具。Netem 是 Linux 2.6 及以上内核版本提供的一个网络模拟功能模块,该功能模块可以用来在性能良好的局域网中,模拟出复杂的互联网传输性能,诸如低带宽、传输延迟、丢包等等情况。使用 Linux 2.6 (或以上) 版本内核的很多发行版 Linux 都开启了该内核功能,比如Fedora、Ubuntu、Redhat、OpenSuse、CentOS、Debian等等。TC可以用来控制 netem 的工作模式,可完成如下功能:(故障模拟) 模拟时延,丢包,重复包,乱序,控制带宽等。

本文介绍简单的使用方法,更详细的介绍及用法见:wiki:network emulation

TC实现原理

TC用于Linux内核的流量控制,主要是通过在输出端口处建立一个队列来实现流量控制。接收包从输入接口(Input Interface)进来后,经过流量限制(Ingress Policing)丢弃不符合规定的数据包,由输入多路分配器(Input De-Multiplexing)进行判断选择:如果接收包的目的是本主机,那么将该包送给上层处理;否则需要进行转发,将接收包交到转发块(Forwarding Block)处理。转发块同时也接收本主机上层(TCP、UDP等)产生的包。转发块通过查看路由表,决定所处理包的下一跳。然后,对包进行排列以便将它们传送到输出接口(Output Interface)。一般我们只能限制网卡发送的数据包,不能限制网卡接收的数据包,所以我们可以通过改变发送次序来控制传输速率。Linux流量控制主要是在输出接口排列时进行处理和实现的。

使用方法

以下模拟命令可配合使用,实现即延迟又丢包等情况。

模拟延迟传输

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tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms

该命令将 eth0 网卡的传输设置为延迟100毫秒发送。
更真实的情况下,延迟值不会这么精确,会有一定的波动,我们可以用下面的情况来模拟出带有波动性的延迟值:

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tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 50ms

该命令将 eth0 网卡的传输设置为延迟 100ms ± 50ms (50 ~ 150 ms 之间的任意值)发送。
还可以更进一步加强这种波动的随机性:

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tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 50ms 30%

该命令将 eth0 网卡的传输设置为 100ms ,同时,大约有 30% 的包会延迟 ± 50ms 发送。   

模拟网络丢包

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tc qdisc add dev eth0 root netem loss 10%

该命令将 eth0 网卡的传输设置为随机丢掉 10% 的数据包。
也可以设置丢包的成功率:

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tc qdisc add dev eth0 root netem loss 10% 30%

模拟包重复

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tc qdisc add dev eth0 root netem duplicate 10%

该命令将 eth0 网卡的传输设置为随机产生 10% 的重复数据包 。

模拟包损坏

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tc qdisc add dev eth0 root netem corrupt 1%

模拟包乱序

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

该命令将 eth0 网卡的传输设置为:有 10% 的数据包(50%相关)会被立即发送,其他的延迟 10 秒。

删除设备及显示设置

显示配置:

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tc qdisc sh dev eth0

删除配置:

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tc qd del dev eth0 root

参考资料

Linux网络流量控制工具—Netem

  1. 如果这篇文章对你有帮助,不妨关注下我的Github,有文章会收到通知。
  2. 本文作者:大彬
  3. 如果喜欢本文,随意转载,但请保留此原文链接:http://lessisbetter.site/2019/05/18/linux-simulate-bad-network/

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