基于网络服务质量的Linux频宽控制设计与实现

摘要

网络与多媒体应用的蓬勃发展导致频宽需求与日俱增，因而时常造成网络拥塞降低降低整体网络效能，然而现行网络架构下仅提供best-effort服务模式未能有效确保传输品质，在基于频宽资源有限的情况下，若能采用频宽管理技术将频宽资源做最有效的管理分配，将确保使用者基本的保证频宽，可适当提高传输服务质量(Quality of Service，Qos)，更能进一步抑制异常流量并分配适量之频宽，而且当所分配之频宽尚有剩余时能提供给其他多媒体应用程序，以充分运用有限之频宽资源。
　　本文主要介绍了没有TC模块时发送数据包的大致流程，每个数据包的发送都会调用dev_queue_xmit，然后判断是否需要向AF_PACKET协议支持体传递数据包内容，最后直接调用网卡驱动注册的发送函数把数据包发送出去。加入TC发送数据包的大致流程为每个数据包的发送都会调用dev_queue_xmit，然后判断是否需要向AF_PACKET协议支持体传递数据包内容，获得当前设备所采用的策略对象，然后调用此对象的enqueue方法把数据包压入队列和调用此对象。dequeue方法从队列中取出数据包，最后调用网卡驱动的发送函数发送。
　　本文采用Linux平台中Traffic Control工具来规划及设计频宽共享架构，首先区分GAME的数据包与VOIP、FTP、P2P数据包各自的特点，然后使用HTB队列演算法并配合FWFilter的频宽管理基本功能以及连接跟踪模块在IPTABLES制定规则来管理网络封包的流动与转送的动作。

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第一章 绪 论

1.1 问题的提出及研究背景

1.2 本文研究目的

1.3 本文主要工作

1.4 本文组织结构

第二章 Linux频宽控制的概念

2.1 Linux内核对QoS的支持

2.2 TC的具体设计与实现

2.3 本章小结

第三章 频宽控制规则

3.1频宽控制规则的功能

3.2频宽控制规则的基本原理

3.3 频宽控制规则之实例

3.4本章小结

第四章 Linux频宽控制工具

4.1 TC的工作原理

4.2 启用TC功能

4.3 流量控制相关术语

4.4 无类队列 pFIFO SFQ TBF

4.5 分类队列PRIO/CBQ/HTB

4.6 本章小结

第五章 Linux频宽控制设计与实现

5.1 频宽控制界面

5.2 队列架构设计

5.3 WAN IP获取算法

5.4 队列的实现

5.5 优化后的测试数据

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢