有沒(méi)有遇到過(guò)系統(tǒng)中的某個(gè)應(yīng)用程序獨(dú)占了你所有的網(wǎng)絡(luò)帶寬的情形?如果你有過(guò)這樣的遭遇，那么你就會(huì)感受到Trickle這種帶寬調(diào)整應(yīng)用的價(jià)值。不管你是一個(gè)系統(tǒng)管理員還只是普通Linux用戶，都需要學(xué)習(xí)如何控制應(yīng)用程序的上下行速度，來(lái)確保你的網(wǎng)絡(luò)帶寬不會(huì)被某個(gè)程序霸占。

在 Linux 上安裝 Trickle 帶寬限制

什么是 Trickle?Trickle是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬調(diào)整工具，可以讓我們管理應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)上下行速度，使得可以避免其中的某個(gè)應(yīng)用程序霸占了全部或大部分可用的帶寬。換句話說(shuō)，Trickle可以讓你基于單個(gè)應(yīng)用程序來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)流量速率，而不是僅僅針對(duì)與單個(gè)用戶——這是在客戶端網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中經(jīng)典的帶寬調(diào)整情況。

Trickle 是如何工作的?另外，trickle 可以幫助我們基于應(yīng)用來(lái)定義優(yōu)先級(jí)，所以當(dāng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了全局限制設(shè)定，高優(yōu)先級(jí)的應(yīng)用依然會(huì)自動(dòng)地獲取更多的帶寬。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，trickle 對(duì) TCP 連接上的套接字的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收設(shè)置流量限制。我們必須注意到，除了影響傳輸速率之外，在這個(gè)過(guò)程中，trickle任何時(shí)候都不會(huì)以任何方式來(lái)改變其中的數(shù)據(jù)。

Trickle不能做什么?這么說(shuō)吧，唯一的限制就是，trickle不支持靜態(tài)鏈接的應(yīng)用程序或者具有SUID或SGID位設(shè)置的二進(jìn)制程序，因?yàn)樗褂脛?dòng)態(tài)鏈接的方式將其載入到需要調(diào)整的進(jìn)程和其關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)套接字之間。 Trickle此時(shí)會(huì)在這兩種軟件組件之間扮演代理的角色。

由于trickle并不需要超級(jí)用戶的權(quán)限來(lái)運(yùn)行，所以用戶可以設(shè)置他們自己的流量限制。可能這并不是你想要的，我們會(huì)探索如何使用全局設(shè)定來(lái)限制系統(tǒng)中的所有用戶的流量限制。也即是說(shuō)，此時(shí)系統(tǒng)中的每個(gè)用戶具有管理各自的流量速率，但是無(wú)論如何，都會(huì)受到系統(tǒng)管理員給他們?cè)O(shè)置的總體限制。

在這篇文章中，我們會(huì)描述如何通過(guò)trickle在linux平臺(tái)上管理應(yīng)用程序使用的網(wǎng)絡(luò)帶寬。為了生成所需的流量，在此會(huì)在客戶端(CentOS 7 server – dev1: 192.168.0.17)上使用 ncftpput 和 ncftpget， 在服務(wù)器(Debian Wheezy 7.5 – dev2: 192.168.0.15)上使用vsftpd 來(lái)進(jìn)行演示。 相同的指令也可以在RedHat，F(xiàn)edora和Ubuntu等系統(tǒng)使用。

前提條件對(duì)于 RHEL/CentOS 7/6， 開(kāi)啟EPEL倉(cāng)庫(kù)。這些用于企業(yè)版 Linux 的額外軟件包是一個(gè)由Fedora項(xiàng)目維護(hù)的高質(zhì)量、開(kāi)源的軟件倉(cāng)庫(kù)，而且***與其衍生產(chǎn)品相兼容，如企業(yè)版本Linux和CentOS。 在這個(gè)倉(cāng)庫(kù)中trickle和ncftp兩者都是可用的。

按照如下方式安裝ncftp：

# yum update && sudo yum install ncftp [基于 RedHat 的系統(tǒng)]# aptitude update && aptitude install ncftp [基于 Debian 的系統(tǒng)]

在單獨(dú)的服務(wù)器上設(shè)置一個(gè)FTP服務(wù)器。需要注意的是，盡管FTP天生就不安全，但是仍然被廣泛應(yīng)用在安全性無(wú)關(guān)緊要的文件上傳下載中。 在這篇文章中我們使用它來(lái)演示trickle的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它也會(huì)在客戶端的標(biāo)準(zhǔn)輸出流中顯示傳輸速率。我們將是否在其它時(shí)間使用它放在一邊討論。

# yum update && yum install vsftpd [基于 RedHat 的系統(tǒng)]# aptitude update && aptitude install vsftpd [基于 Debian 的系統(tǒng)]

現(xiàn)在，在FTP服務(wù)器上按照以下方式編輯 /etc/vsftpd/vsftpd.conf 文件。

anonymous_enable=NOlocal_enable=YESchroot_local_user=YESallow_writeable_chroot=YES

在此之后，確保在你的當(dāng)前會(huì)話中啟動(dòng)了vsftpd，并在之后的啟動(dòng)中讓其自動(dòng)啟動(dòng)。

# systemctl start vsftpd [基于 systemd 的系統(tǒng)]# systemctl enable vsftpd# service vsftpd start [基于 init 的系統(tǒng)]# chkconfig vsftpd on

如果你選擇在一個(gè)使用 SSH 密鑰進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)的 CentOS/RHEL 7中搭建FTP服務(wù)器，你需要一個(gè)密碼受保護(hù)的用戶賬戶，它能訪問(wèn)root目錄之外的某個(gè)目錄，并有能在其中上傳和下載文件的權(quán)限。

你可以通過(guò)在你的瀏覽器中輸入以下的URL來(lái)瀏覽你的家目錄。一個(gè)登錄窗口會(huì)彈出來(lái)提示你輸入FTP服務(wù)器中的有效的用戶名和密碼。

ftp://192.168.0.15

如果驗(yàn)證成功，你就會(huì)看到你的家目錄中的內(nèi)容。該教程的稍后部分中，你將可以刷新頁(yè)面來(lái)顯示在你之前上傳過(guò)的文件。

FTP 目錄樹(shù)

#p#

如何在Linux中安裝 trickle通過(guò)yum或aptitude來(lái)安裝trickle.

為了確保能夠成功安裝，***在安裝工具之前，保證當(dāng)前的安裝包是***的版本。

# yum -y update && yum install trickle [基于 RedHat 的系統(tǒng)]# aptitude -y update && aptitude install trickle [基于 Debian 的系統(tǒng)]

確認(rèn)trickle是否對(duì)特定的二進(jìn)制包有用。

之前我們解釋過(guò)，trickle只對(duì)使用動(dòng)態(tài)或共享的庫(kù)的二進(jìn)制包有用。為了確認(rèn)我們是否可以對(duì)某個(gè)特定的應(yīng)用使用trickle，我們可以使用著名的ldd(列出動(dòng)態(tài)依賴)工具。 特別地，我們會(huì)查看任何給定程序的動(dòng)態(tài)依賴中其當(dāng)前使用的glibc，因?yàn)槠錅?zhǔn)確地定義了通過(guò)套接字通訊所使用的系統(tǒng)調(diào)用。

對(duì)一個(gè)給定的二進(jìn)制包執(zhí)行以下命令來(lái)查看是否能對(duì)其使用trickle進(jìn)行帶寬調(diào)整：

# ldd $(which [binary]) | grep libc.so

例如，

# ldd $(which ncftp) | grep libc.so

其輸出是：

# libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007efff2e6c000)

輸出中的括號(hào)中的字符可能在不同的系統(tǒng)平臺(tái)有所不同，甚至相同的命令在不同的時(shí)候運(yùn)行也會(huì)不同，因?yàn)槠浯戆虞d到物理內(nèi)存中的地址。

如果上面的命令沒(méi)有返回任何的結(jié)果，就說(shuō)明這個(gè)二進(jìn)制包沒(méi)有使用libc包，因此trickle對(duì)其不能起到帶寬調(diào)整的作用。

學(xué)習(xí)如何使用Trickle最基本的用法就是使用其獨(dú)立模式，通過(guò)這種方式，trickle用來(lái)顯式地定義給定應(yīng)用程序的上傳下載速率。如前所述，為了簡(jiǎn)單，我們會(huì)使用相同的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行上傳下載測(cè)試。

在獨(dú)立模式下運(yùn)行trickle我們會(huì)比較在有無(wú)trickle的情況下的上傳下載速率， ‘-d’選項(xiàng)指示下載速率(KB/s單位)，而'-u'選項(xiàng)指示相同單位的上傳速率。另外我們會(huì)使用到‘-s’選項(xiàng)來(lái)指定trickle應(yīng)該以獨(dú)立模式運(yùn)行。

以獨(dú)立模式運(yùn)行trickle的基本語(yǔ)法如下：

# trickle -s -d [下載速率，KB/s] -u [上傳速率，KB/s]

為了能夠讓你自己運(yùn)行以下樣例，確保你在自己的客戶端安裝了trickle和ncftp(我的是192.168.0.17)。

樣例1：在有無(wú)trickle的情況下上傳一個(gè)2.8 MB的PDF文件。

我們使用一個(gè)自由發(fā)布的LInux基礎(chǔ)知識(shí)PDF文件來(lái)進(jìn)行下面的測(cè)試。

你可以首先使用下面的命令將這個(gè)文件下載到你當(dāng)前的工作目錄中：

# wget http://linux-training.be/files/books/LinuxFun.pdf

下面是在沒(méi)有trickle的情況下將一個(gè)文件上傳到我們的FTP服務(wù)器的語(yǔ)法：

# ncftpput -u username -p password 192.168.0.15 /remote_directory local-filename

其中的 /remote_directory 是相對(duì)于該用戶的家目錄的上傳路徑，而local-filename是一個(gè)你當(dāng)前工作目錄中的文件。

特別的是，在沒(méi)有trickle的情形下，我們可以得到上傳峰值速率52.02MB/s(請(qǐng)注意，這個(gè)不是真正的平均上傳速率，而是峰值開(kāi)始的瞬時(shí)值)，而且這個(gè)文件幾乎在瞬間就完成了上傳。

# ncftpput -u username -p password 192.168.0.15 /testdir LinuxFun.pdf

輸出：

LinuxFun.pdf: 2.79 MB 52.02 MB/s

在使用trickle的情況下，我們會(huì)限制上傳速率在5KB/s。在第二次上傳文件之前，我們需要在目標(biāo)目錄中刪除這個(gè)文件，否則ncftp就會(huì)通知我們?cè)谀繕?biāo)目錄中已經(jīng)存在了與上傳文件相同的文件，從而不會(huì)執(zhí)行文件的傳輸：

# rm /absolute/path/to/destination/directory/LinuxFun.pdf

然后：

# trickle -s -u 5 ncftpput -u username -p password 111.111.111.111 /testdir LinuxFun.pdf

輸出：

LinuxFun.pdf: 2.79 MB 4.94 kB/s

在上面的樣例中，我們看到平均的上傳速率下降到了5KB/s。

#p#

樣例2：在有無(wú)trickle的情況下下載相同的2.8MB的PDF文件

首先，記得從原來(lái)的源目錄中刪除這個(gè)PDF：

# rm /absolute/path/to/source/directory/LinuxFun.pdf

請(qǐng)注意，下面的樣例中將遠(yuǎn)程的文件下載到客戶端機(jī)器的當(dāng)前目錄下，這是由FTP服務(wù)器的IP地址后面的“.”決定的。

沒(méi)有trickle的情況下：

# ncftpget -u username -p password 111.111.111.111 . /testdir/LinuxFun.pdf

輸出：

LinuxFun.pdf: 2.79 MB 260.53 MB/s

在有trickle的情況下，限制下載速率在20KB/s：

# trickle -s -d 30 ncftpget -u username -p password 111.111.111.111 . /testdir/LinuxFun.pdf

輸出：

LinuxFun.pdf: 2.79 MB 17.76 kB/s

在監(jiān)督[非托管]模式下運(yùn)行Trickletrickle也可以按照/etc/trickled.conf文件中定義的一系列參數(shù)運(yùn)行在非托管模式下。 這個(gè)文件定義了守護(hù)線程 trickled的行為以及如何管理trickle。

另外，如果你想要全局設(shè)置被所有的應(yīng)用程序使用的話，我們就會(huì)需要使用trickle命令。 這個(gè)命令運(yùn)行守護(hù)進(jìn)程，并允許我們通過(guò)trickle定義所有應(yīng)用程序共享的上傳下載限制，不需要我們每次來(lái)進(jìn)行指定。

例如，運(yùn)行：

# trickled -d 50 -u 10

會(huì)導(dǎo)致任何通過(guò)trickle運(yùn)行的應(yīng)用程序的上傳下載速率分別限制在30kb/s和10kb/s。

請(qǐng)注意，你可以在任何時(shí)間都能確認(rèn)守護(hù)線程trickled是否正在運(yùn)行以及其運(yùn)行參數(shù)：

# ps -ef | grep trickled | grep -v grep

輸出:

root 16475 1 0 Dec24 ? 00:00:04 trickled -d 50 -u 10

樣例3：在使用/不使用trickle的情形下上傳一個(gè) 19MB 的mp4文件到我們的FTP服務(wù)器。

在這個(gè)樣例中，我們會(huì)使用“He is the gift”的自由分發(fā)視頻，可以通過(guò)這個(gè)鏈接下載。

我們將會(huì)在開(kāi)始時(shí)通過(guò)以下的命令將這個(gè)文件下載到你的當(dāng)前工作目錄中:

# wget http://media2.ldscdn.org/assets/missionary/our-people-2014/2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4

首先，我們會(huì)使用之前列出的命令來(lái)開(kāi)啟守護(hù)進(jìn)程trickled:

# trickled -d 30 -u 10

在不使用trickle時(shí):

# ncftpput -u username -p password 192.168.0.15 /testdir 2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4

輸出：

2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4: 18.53 MB 36.31 MB/s

在使用trickle時(shí)：

# trickle ncftpput -u username -p password 192.168.0.15 /testdir 2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4

輸出:

2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4: 18.53 MB 9.51 kB/s

我們可以看到上面的輸出，上傳的速率下降到了約 10KB/s。

** 樣例4：在使用/不使用trickle的情形下下載這個(gè)相同的視頻 **

與樣例2一樣，我們會(huì)將該文件下載到當(dāng)前工作目錄中。

在沒(méi)有trickle時(shí):

# ncftpget -u username -p password 192.168.0.15 . /testdir/2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4

輸出:

2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4: 18.53 MB 108.34 MB/s

有trickle的時(shí)：

# trickle ncftpget -u username -p password 111.111.111.111 . /testdir/2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4

輸出:

2014-00-1460-he-is-the-gift-360p-eng.mp4: 18.53 MB 29.28 kB/s

上面的結(jié)果與我們之前設(shè)置的下載限速相對(duì)應(yīng)(30KB/s)。

注意: 一旦守護(hù)進(jìn)程開(kāi)啟之后，就沒(méi)有必要使用trickle來(lái)為每個(gè)應(yīng)用程序來(lái)單獨(dú)設(shè)置限制。

如前所述，人們可以進(jìn)一步地通過(guò)trickled.conf來(lái)客制化trickle的帶寬速率調(diào)整，該文件的一個(gè)典型的分段有以下部分組成：

[service]Priority = Time-Smoothing = Length-Smoothing =

其中,

[service] 用來(lái)指示我們想要對(duì)其進(jìn)行帶寬使用調(diào)整的應(yīng)用程序名稱

Priority 用來(lái)讓我們?yōu)槟硞€(gè)服務(wù)制定一個(gè)相對(duì)于其他服務(wù)高的優(yōu)先級(jí)，這樣就不允許守護(hù)進(jìn)程管理中的一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用程序來(lái)占用所有的帶寬。越小的數(shù)字代表更高的優(yōu)先級(jí)。

Time-Smoothing [以秒計(jì)]: 定義了trickled讓各個(gè)應(yīng)用程序傳輸或接收數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔。小的間隔值(0.1-1秒)對(duì)于交互式應(yīng)用程序是理想的，因?yàn)檫@樣會(huì)具有一個(gè)更加平滑的會(huì)話體驗(yàn)，而一個(gè)相對(duì)較大的時(shí)間間隔值(1-10秒)對(duì)于需要批量傳輸應(yīng)用程序就會(huì)顯得更好。如果沒(méi)有指定該值，默認(rèn)是5秒。

Length-smoothing [KB 單位]: 該想法與Time-Smoothing如出一轍，但是是基于I/O操作而言。如果沒(méi)有指定值，會(huì)使用默認(rèn)的10KB。

上述平滑值(Time-Smoothing、 Length-smoothing)的改變會(huì)被翻譯為將指定的服務(wù)的使用一個(gè)間隔值而不是一個(gè)固定值。不幸的是，沒(méi)有一個(gè)特定的公式來(lái)計(jì)算間隔值的上下限，主要依賴于特定的應(yīng)用場(chǎng)景。

下面是一個(gè)在CentOS 7 客戶端中的trickled.conf 樣例文件(192.168.0.17)：

[ssh]Priority = 1Time-Smoothing = 0.1Length-Smoothing = 2[ftp]Priority = 2Time-Smoothing = 1Length-Smoothing = 3

使用該設(shè)置，trickled會(huì)為SSH賦予比FTP較高的傳輸優(yōu)先級(jí)。值得注意的是，一個(gè)交互進(jìn)程，例如SSH，使用了一個(gè)較小的時(shí)間間隔值，然而一個(gè)處理批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)如FTP，則使用一個(gè)較大的時(shí)間間隔來(lái)控制之前的樣例中的上傳下載速率，盡管不是***的由trickled指定的值，但是也已經(jīng)非常接近了。

總結(jié)在該文章中,我們探索了使用trickle在基于Fedora發(fā)行版和Debian衍生版平臺(tái)上來(lái)限制應(yīng)用程序的帶寬使用。也包含了其他的可能用法，但是不對(duì)以下情形進(jìn)行限制:

限制系統(tǒng)工具的下載速度，例如wget，或 BT客戶端.

限制你的系統(tǒng)的包管理工具yum更新的速度 (如果是基于Debian系統(tǒng)的話，其包管理工具為aptitude)。

如果你的服務(wù)器是在一個(gè)代理或防火墻后面(或者其本身即是代理或防火墻的話)，你可以使用trickle來(lái)同時(shí)設(shè)定下載和上傳速率，或者客戶端或外部通訊的速率。

歡迎提問(wèn)或留言。