Bert Hubert - Linux Advanced Routing & Traffic Control HOWTO

Поставщикам услуг Интернет хорошо известно, что пользователей в основном интересует скорость, с которой они могут получать данные. Но помимо пропускной способности канала, на скорость скачивания очень сильно влияют факты потери пакетов. Увеличение очередей способствует уменьшению потерь, что в свою очередь приводит к увеличению скорости скачивания. Поэтому поставщики услуг, как правило, создают очереди очень большого объема.

Однако, увеличение очередей приводит к появлению задержек в интерактивном трафике. Интерактивные пакеты сначала попадают в исходящую очередь, где они ожидают отправки на удаленную систему, в результате может пройти до нескольких секунд (!), пока они достигнут места назначения. То же самое повторяется на обратном пути — сначала пакеты попадают в огромную очередь для входящего трафика, у поставщика услуг, долго ожидают отправки и только потом попадают к вам.

В этом руководстве мы расскажем вам, о способах обслуживания очередей, но, к большому сожалению, не все очереди нам доступны. Так, очереди поставщика услуг нам не подвластны совершенно, в то время, как очередь исходящего трафика, скорее всего находится внутри вашего кабельного или DSL модема. Некоторые модели допускают возможность конфигурирования очередей, но чаще всего такая возможность отсутствует.

Итак, что же дальше? Поскольку мы лишены возможности управлять этими очередями, то напрашивается очевидное решение — они должны быть перемещены на наш Linux-маршрутизатор. К счастью это возможно. Для этого необходимо:

Ограничить скорость исходящего трафика.

Ограничивая скорость исходящего трафика, величиной несколько меньшей, чем пропускная способность канала, мы тем самым ликвидируем исходящую очередь в модеме. Таким образом, исходящая очередь как бы перемещается в маршрутизатор.

Ограничить скорость входящего трафика.

Это немного сложнее, поскольку действительно отсутствует возможность влияния на скорость поступления данных. Тем не менее, можно попробовать сбрасывать пакеты, если скорость поступления слишком высока, это заставит TCP/IP снизить скорость передачи до желаемого уровня. Поскольку в данном вопросе чрезмерное усердие может только навредить, то необходимо предусмотреть величину возможного превышения на коротких отрезках времени.

При выполнении этих условий, входящая очередь будет ликвидирована полностью (за исключением коротких пиков), и появляется возможность управления исходящей очередью, используя всю мощь, которую предоставляет операционная система Linux.

После этого остается обеспечить первоочередную передачу интерактивного трафика. А для того, чтобы входящий трафик не блокировался исходящим, необходимо так же обеспечить первоочередную передачу ACK-пакетов. При наличии объемного трафика в обоих направлениях, возникают значительные задержки, поэтому входящие ACK-пакеты не должны проигрывать в конкурентной борьбе с исходящим трафиком.

После выполнения необходимых настроек, мы получили следующие результаты на ADSL соединении в Нидерландах:

Базовое время ожидания отклика:

туда-обратно мин/ср/макс = 14.4/17.1/21.7 мсек

Во время скачивания, без формирователя трафика:

туда-обратно мин/ср/макс = 560.9/573.6/586.4 мсек

Во время отправки большого объема, без формирователя трафика:

туда-обратно мин/ср/макс = 2041.4/2332.1/2427.6 мсек

С формирователем трафика, при отправке большого файла на скорости 220 Кбит/сек:

round-trip min/avg/max = 15.7/51.8/79.9 мсек

С формирователем трафика, при скачивании на скорости 850 Кбит/сек:

туда-обратно мин/ср/макс = 20.4/46.9/74.0 мсек

При наличии исходящего трафика, скорость входящего достигает ~80% от максимально возможного значения. Скорость исходящего трафика колеблется около 90%. При этом время ожидания подскакивает до 850 мсек, причина пока не выяснена.

Чего можно ожидать от этого сценария, во многом зависит от фактической пропускной способности канала для исходящего потока. При наличии объемного исходящего трафика, перед исходящим интерактивным пакетом практически всегда будет стоять какой либо другой пакет, что и обусловливает нижний предел времени ожидания. Вы можете рассчитать этот предел, разделив MTU на максимальную скорость для исходящего потока. Типичные значения будут несколько выше. Чтобы достичь лучшего эффекта, можно попробовать несколько уменьшить MTU!

Ниже приводятся две версии сценария формирователя трафика. Одна версия построена на базе HTB, разработанной Девиком (Devik), другая -- на базе CBQ, которая, в отличие от HTB, включена в состав ядра Linux. Оба сценария проверены и дают прекрасные результаты.