Linux selbst beherrscht viele Techniken, die den ein- und ausgehenden Netzwerkverkehr kontrollieren, begrenzen, priorisieren und aufteilen. Alle Queueing-Varianten unterstehen der abstrakten QDisc-Schicht, die wiederum dem TC-Kommando gehorcht.

Token Bucket Filter

Aus der Funktionsweise ergeben sich drei Szenarien: Treffen die zu sendenden Netzwerkpakete mit der gleichen Rate ein, wie TBF neue Tokens erzeugt, darf die QDisc jedes Paket sofort senden. Treffen die Pakete schneller ein, müssen sie warten, bis wieder ausreichend Tokens vorhanden sind. Das drosselt die Senderate auf die Token-Rate. Erreichen die Pakete den TBF mit einer geringeren Rate oder kommen gar keine Pakete an, tröpfeln die überschüssigen Tokens wieder in den Bucket. Ist der irgendwann voll, fließen alle folgenden Tokens in den elektronischen Gully.

Kommen nun wieder Pakete mit einer hohen Rate an, verbrauchen sie die angesammelten Tokens. Bis zur Bucketgröße darf die QDisc also mit einer höheren Rate senden, als dem TBF eigentlich zusteht. Es kommt zu einem so genannten Burst. Ein TBF lässt sich durch folgende Parameter konfigurieren:

tc ... tbf limit Bytes burst Bytes 
  rate Bytes [mtu Bytes] [peakrate KBit] 
  [latency Zeit]

Der »limit«-Parameter begrenzt die Menge der Pakete (in Bytes), die mangels verfügbarer Tokens warten dürfen. Weitere Pakete gehen verloren. Zusammen mit der Rate des TBF (»rate«) ergibt sich aus dem Limit-Parameter eine maximale Verzögerung, um die sich ein Paket verspätet. Alternativ ist die maximale Verzögerung auch mit dem »latency«-Parameter steuerbar. Beide Parameter gibt es heute nur noch aus Kompatibilitätsgründen. Der TBF gibt sie an die automatisch erzeugte innere Warteschlange weiter. Beim Austausch der inneren QDisc werden sie unwirksam.

Der »burst«-Parameter bestimmt die Bucketgröße und begrenzt damit die Datenmenge bei einem Burst. Wer nicht will, dass sein Rechner während des Bursts die Pakete mit voller Leitungsgeschwindigkeit aussendet, setzt eine »peakrate«. Die ist leider durch die Paketgröße und Kernel-Zeitintervalle beschränkt. Linux tickert auf X86 bis einschließlich Kernel 2.4 nur mit 100 Hertz, ab Version 2.6 sind es 1000 Hertz. Die maximale Peakrate ergibt sich aus der durchschnittlichen Paketgröße multipliziert mit der Timerfrequenz. Wer eine höhere Rate braucht, kann per »mtu«-Parameter die Anzahl der zu sendenden Pakete pro Timertick vergrößern.

DSL stellt sich dumm an

TBF-QDiscs lassen sich recht sinnvoll auf die relativ langsamen DSL-Modems loslassen, die lokal an einer wesentlich schnelleren Ethernet-Schnittstelle hängen. Viele Modems verfügen über einen Sendepuffer, der sich bei übergroßer DSL-Auslastung zu füllen beginnt. Interaktive Verbindungen geraten deswegen aber - im Wortsinne - ins Hintertreffen, da auch ihre kleinen Pakete sich ans Ende der mit FTP- und HTTP-Paketen vollgestopfte Modem-Warteschlange anstellen müssen. Der kluge Admin begrenzt darum die Sendeleistung der schnellen Schnittstelle; so bleibt die Modem-Warteschlange leer und überlässt es dem Kernel, den Paketefluss intelligenter zu steuern. Beispiel:

tc qdisc add dev ppp0 root tbf rate 
  128kbit latency 40ms burst 1540
tc qdisc add dev ppp0 parent 1:1 
  handle 10: sfq

Das erste TC-Kommando begrenzt per TBF die Sendegeschwindigkeit der PPP-Schnittstelle auf 128 KBit, passend zum Upstream einer TDSL-Leitung. Der zweite Aufruf ordnet der inneren Klasse eine SFQ-QDisc zu. Das sorgt für eine faire Behandlung aller Verbindungen.

Linux selbst beherrscht viele Techniken, die den ein- und ausgehenden Netzwerkverkehr kontrollieren, begrenzen, priorisieren und aufteilen. Alle Queueing-Varianten unterstehen der abstrakten QDisc-Schicht, die wiederum dem TC-Kommando gehorcht.