使用Kernel NetEm和tc模擬複雜網絡環境

關鍵詞：netem(Network Emulator)、tc(Traffic Control)。

 

大部分局域網環境良好，可是產品實際網絡環境可能千差萬別，爲了對產品進行各類狀況測試就須要模擬網絡環境。

Linux內核network模塊提供了NetworkEmulator功能，結合iproute2的tc功能能夠模擬各類網絡環境。

還有一點好處就是能夠固定特殊網絡環境，進行bug復現。

 

1. 環境準備

要模擬網絡環境，首先須要Kernel支持netem，而且須要tc工具。

使能netem功能，在make emnuconfig界面輸入"/"，而後「netem」，便可找到配置netem的路徑。

稍微瞭解tc就知道它是iproue2的一部分，在buildroot中配置iproute2.

在配置好二者以後，編譯便可使用。

2. 原理

netem是內核提供的網絡模擬功能模塊，該功能模塊能夠用來在性能良好的局域網中，模擬出複雜網絡傳輸性能，好比不一樣時延、丟包、亂序、重複等問題。

netem的功能模擬經過tc進行配置。經過tc在用戶空間對網卡進行配置，能夠模擬出netem提供的各類網絡環境。

netem相關源碼在net/sched/sch_netem.c中，tc在iproute2-4.14.1/tc中。

3. 使用

3.1 模擬延遲傳輸

將 eth0 網卡的傳輸設置爲延遲100毫秒發送。

tc  qdisc  add  dev  eth0  root  netem  delay  100ms  

真實的狀況下，延遲值不會這麼精確，會有必定的波動，下面命令模擬帶有波動性的延遲值：

tc  qdisc  add  dev  eth0  root  netem  delay  100ms  10ms

該命令將 eth0 網卡的傳輸設置爲延遲 100ms ± 10ms （90 ~ 110 ms 之間的任意值）發送。
因爲各個包的延遲值不通，也會在必定程度上打亂髮包的次序。

還能夠更進一步增強這種波動的隨機性，將 eth0 網卡的傳輸設置爲 100ms ，同時，大約有30%的包會延遲 ± 10ms 發送：

tc  qdisc  add  dev  eth0  root  netem  delay  100ms  10ms  30%

 

3.2 模擬網絡丟包

將 eth0 網卡的傳輸設置爲隨機丟掉 1% 的數據包。

tc  qdisc  add  dev  eth0  root  netem  loss  1%  

也能夠設置丟包的成功率，將 eth0 網卡的傳輸設置爲隨機丟掉 1% 的數據包，成功率爲30% ：

tc  qdisc  add  dev  eth0  root  netem  loss  1%  30%

 

3.3 模擬包重複

將 eth0 網卡的傳輸設置爲隨機產生 1% 的重複數據包。

tc  qdisc  add  dev  eth0  root  netem  duplicate 1%

 

3.4 模擬數據包損壞

將 eth0 網卡的傳輸設置爲隨機產生 0.2% 的損壞的數據包。

tc  qdisc  add  dev  eth0  root  netem  corrupt  0.2%

 

3.5 模擬數據包亂序

將 eth0 網卡的傳輸設置爲:有25%的數據包（50%相關）會被當即發送，其餘的延遲10秒。

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

 

詳細信息請參考：Linux Foundation的《netem》。