Linux之Netem模块

第一章：概念篇

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 是 Linux 系统中的一个工具，全名为traffic control（流量控制）。tc 可以用来控制 netem 的工作模式，也就是说，如果想使用 netem ，需要至少两个条件，一个是内核中的 netem 功能被包含，另一个是要有 tc 。

第二章：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。

第三章：应用

首先在使用此模块之前需要进入root模式，进入方法：

图形界面bai启动一个虚拟终端du程序，在里面切换到 root 身份zhi，比如 su - 或者 sudo -i 。图形界dao面有些zhuan系统允许 root 登陆，那么启动的虚拟终端程序也是默认 root 权限。
切换到本地字符终端，直接用 root 登陆，或者用一般用户登陆，再进行切换到 root 权限。
用其他方式，比如远程登录的方式同样处理。

其次需要查看本机使用的网卡：
在linux终端输入: ifconfig ，即可获取本机所有网卡，如我的网卡是ens33。

root@ubuntu:~# ifconfig -a
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.100.29  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.100.255
        inet6 fe80::e701:b1f8:2dac:7272  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:69:4a:41  txqueuelen 1000  (以太网)
        RX packets 13064  bytes 6071316 (6.0 MB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 3504  bytes 359329 (359.3 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (本地环回)
        RX packets 412  bytes 42073 (42.0 KB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 412  bytes 42073 (42.0 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

Netem 工具可完成如下功能：（故障模拟）模拟时延，丢包，重复包，乱序，其具体使用方法为：
以下代码其中ens33是本机网卡。
代码中add 表示为指定网卡添加 Netem 配置，可修改为change 、replace、del 。change 表示修改已经存在的 Netem 配置到新的值，replace 表示替换已经存在的 Netem 配置的值。
如果要删除网卡上的 Netem 配置可以使用
del：$ tc qdisc del dev enp0s5 root

1、模拟延迟传输

# tc  qdisc  add  dev  ens33  root  netem  delay  100ms

该命令将 ens33 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：

# tc  qdisc  add  dev  ens33  root  netem  delay  100ms  10ms

该命令将 ens33 网卡的传输设置为延迟 100ms ± 10ms （90 ~ 110 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：

# tc  qdisc  add  dev  ens33  root  netem  delay  100ms  10ms  30%

该命令将 ens33 网卡的传输设置为 100ms ，同时，大约有 30% 的包会延迟 ± 10ms 发送。

2、模拟网络丢包

# tc  qdisc  add  dev  ens33  root  netem  loss  1%

该命令将 ens33 网卡的传输设置为随机丢掉 1% 的数据包。
也可以设置丢包的成功率：

# tc  qdisc  add  dev  ens33  root  netem  loss  1%  30%

该命令将 ens33 网卡的传输设置为随机丢掉 1% 的数据包，成功率为 30% 。

3、模拟包重复

# tc  qdisc  add  dev  ens33  root  netem  duplicate 1%

该命令将 ens33 网卡的传输设置为随机产生 1% 的重复数据包。

4、模拟包损坏

# tc  qdisc  add  dev  ens33  root  netem  corrupt  0.2%

该命令将 ens33 网卡的传输设置为随机产生 0.2% 的损坏的数据包。 (内核版本需在2.6.16以上）

5、模拟包乱序

# tc  qdisc  change  dev  ens33  root  netem  delay  10ms   reorder  25%  50%

该命令将 ens33 网卡的传输设置为:有 25% 的数据包（50%相关）会被立即发送，其他的延迟 10 秒。

新版本中，如下命令也会在一定程度上打乱发包的次序:

# tc  qdisc  add  dev  ens33  root  netem  delay  100ms  10ms