               1:           root qdisc
               |
              1:1           child class
             /   \
            /     \
          1:3     1:4       leaf classes
           |       |
          30:     40:       qdiscs
         (sfq)   (sfq)

この設定では web サーバのトラフィックを 5mbit に、 SMTP トラフィックを 3mbit に制限します。両者の合計は 6mbit を越えないものとします。ハードウェアは 100mbit NIC で、これらのクラスは互いにバンド幅を貸し借りできるものとします。
# tc qdisc add dev eth0 root handle 1:0 cbq bandwidth 100Mbit \ avpkt 1000 cell 8 # tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 cbq bandwidth 100Mbit \ rate 6Mbit weight 0.6Mbit prio 8 allot 1514 cell 8 maxburst 20 \ avpkt 1000 bounded
この部分では root およびいつもの 1:1 クラスをインストールしています。この 1:1 クラスは bounded なので、合計のバンド幅は 6mbit を越えません。

前述の通り、CBQ では非常にたくさんのつまみを調整しなければなりません。しかしこれらのパラメータは、すべてこれまでに説明してあります。これに対応する HTB での設定 (後述) は、もっとずっと単純になります。

# tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:3 cbq bandwidth 100Mbit \ rate 5Mbit weight 0.5Mbit prio 5 allot 1514 cell 8 maxburst 20 \ avpkt 1000 # tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:4 cbq bandwidth 100Mbit \ rate 3Mbit weight 0.3Mbit prio 5 allot 1514 cell 8 maxburst 20 \ avpkt 1000

これらは 2 つの葉クラスになります。設定したい速度に対して、重みをどのようにかけているかに注目してください。これら両クラスは bounded ではありませんが、bounded であるクラス 1:1 に接続しています。よってこれら 2 クラスの合計バンド幅は、決して 6mbit を越えません。ところで、クラス id のメジャー番号は、親の qdisc と同じでなければなりません!

# tc qdisc add dev eth0 parent 1:3 handle 30: sfq # tc qdisc add dev eth0 parent 1:4 handle 40: sfq

両クラスは、デフォルトでは FIFO qdisc を持っています。しかしここでは、これらを SFQ で置き換え、両データフローが同じように扱われるようにします。
# tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 u32 match ip \ sport 80 0xffff flowid 1:3 # tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 1 u32 match ip \ sport 25 0xffff flowid 1:4

これらのコマンドでは、直接 root に追加しており、トラフィックを正しい qdisc に送ります。

ここでは 'tc class add' を、qdisc 内部にクラスを「生成」するために用いています。一方 'tc qdisc add' は、これらのクラスに qdisc を文字通り追加するのに用いています。

これら 2 つの規則でクラス選別できないトラフィックが来たらどうなるでしょうか。この場合は、データは 1:0 の内部で処理されるので、制限を受けません。

web と SMTP が両方合わせて 6mbit/s を越えそうになったときは、バンド幅は weight パラメータに比例するかたちで分割されます。つまり 5/8 が web サーバに、3/8 がメールサーバに向かいます。

またこの設定からは、web サーバのトラフィックとして、最低 5/8 * 6 mbit = 3.75 mbit が常に保証されることもわかります。

9.5.4.5. 他の CBQ パラメータ: split と defmap

先に述べたとおり、クラスフルな qdisc では、どのクラスにパケットをエンキューするかを決めるためにフィルタを呼ぶ必要があります。

フィルタを呼ぶほかに、CBQ には他の選択肢もあります。それが defmap と split です。これは極めて理解するのが面倒で、またそれほど重要でもありません。しかし他に defmap と split を適切に説明しているところを知りませんので、著者なりに最善を尽くしてみたいと思います。

Type of Service フィールドのみでフィルタを行いたい局面が多いため、特殊な文法が提供されています。CBQ はパケットのエンキュー先を決めるとき、このノードが 'split' ノードであるかどうかをチェックします。もしそのような場合には、サブの qdisc のひとつは、ある設定された優先度 (これは TOS フィールドから決まるでしょう) や、あるいはアプリケーションから設定されたソケットオプションを持つ、すべてのパケットを受信するよう指示されています。

そのパケットの優先度ビット列は defmap フィールドと and 演算され、マッチしたかどうかが判断されます。つまりこれは、ある優先度にだけマッチする、非常に高速なフィルタを手軽に作る方法なのです。 ff (16 進) という defmap はすべてにマッチし、0 は何にもマッチしません。設定例を見れば、少しはわかりやすいでしょう:

# tc qdisc add dev eth1 root handle 1: cbq bandwidth 10Mbit allot 1514 \ cell 8 avpkt 1000 mpu 64 # tc class add dev eth1 parent 1:0 classid 1:1 cbq bandwidth 10Mbit \ rate 10Mbit allot 1514 cell 8 weight 1Mbit prio 8 maxburst 20 \ avpkt 1000
標準的な CBQ の初期段階設定です。しかしこの設定パラメータの多さには、どうあっても慣れることはありませんね!

defmap は TCP_PRIO ビット列を参照します。これは以下のように定義されています。

TC_PRIO.. Num Corresponds to TOS ------------------------------------------------- BESTEFFORT 0 Maximize Reliablity FILLER 1 Minimize Cost BULK 2 Maximize Throughput (0x8) INTERACTIVE_BULK 4 INTERACTIVE 6 Minimize Delay (0x10) CONTROL 7

TC_PRIO.. の数値は右から数えたビット列に対応しています。 TOS ビットの優先度への変換に関する詳細は、 pfifo_fast の節を見てください。

では対話的なクラスとバルク転送のクラスです:

# tc class add dev eth1 parent 1:1 classid 1:2 cbq bandwidth 10Mbit \ rate 1Mbit allot 1514 cell 8 weight 100Kbit prio 3 maxburst 20 \ avpkt 1000 split 1:0 defmap c0 # tc class add dev eth1 parent 1:1 classid 1:3 cbq bandwidth 10Mbit \ rate 8Mbit allot 1514 cell 8 weight 800Kbit prio 7 maxburst 20 \ avpkt 1000 split 1:0 defmap 3f

この split qdisc は 1:0 で、ここで選別がなされます。 C0 は 2 進で 11000000 で、3F は 00111111 です。よってこれら 2 つをあわせると、すべてにマッチします。最初のクラスはビット 7 と 6 にマッチし、よって「対話的」かつ「制御」トラフィックにマッチします。二番目のクラスは残りにマッチします。

これでノード 1:0 は、次のようなテーブルを持つことになります。
priority send to 0 1:3 1 1:3 2 1:3 3 1:3 4 1:3 5 1:3 6 1:2 7 1:2

もうちょっと遊びたい人は、'change mask' を渡すこともできます。これは変更したい優先度を厳密に指定するものです。これを使う必要があるのは、'tc class change' を実行する場合だけです。例えば best effort トラフィックを 1:2 に追加するには、次のようにすればできます。

# tc class change dev eth1 classid 1:2 cbq defmap 01/01

これで 1:0 の優先度マップは次のようになります:

priority send to 0 1:2 1 1:3 2 1:3 3 1:3 4 1:3 5 1:3 6 1:2 7 1:2

FIXME: 'tc class change' はソースを見ただけで試してません。

9.5.5. 階層的トークンバケツ (Hierarchical Token Bucket: HTB)

Martin Devera (<devik>) は正しくも、 CBQ が複雑で、多くの状況において最適なものではなさそうだ、という認識に至りました。彼の階層的なアプローチは、固定されたバンド幅があり、それを別々の目的に分割し、各目的にバンド幅を保証し、またどのくらいのバンド幅を借りることを定義できるようにしたい、というような場合に適しています。

HTB は CBQ と同じように動作しますが、帯域制限にアイドル時間の計算を必要としません。そのかわり、HTB はクラスフルなトークンバケツフィルタになっています (すなわちこれが名前の由来)。パラメータは数個で、彼のサイトで良く文書化されています。

設定を複雑にしたいときも、HTB はちゃんと対応してくれます。 CBQ では、シンプルなクラスの設定も既に複雑でした! HTB3 (HTB のバージョンについては HTB のホームページを見てください) は、公式のカーネルソースの一部になっています (2.4.20-pre1 及び 2.5.31 以降)。しかし、HTB3 パッチの当たった 'tc' を入手する必要があるかもしれません。 HTB のカーネルとユーザ空間の部分とは、同じメジャー番号でなければなりません。さもないと 'tc' は HTB に対して動作しません。

最近のカーネルを持っている人、あるいはカーネルにパッチできる立場の人は、ぜひとも HTB の利用を考えましょう。

9.5.5.1. 設定例

前述の CBQ の設定例と、機能的にはほぼ同一のものです:

# tc qdisc add dev eth0 root handle 1: htb default 30 # tc class add dev eth0 parent 1: classid 1:1 htb rate 6mbit burst 15k # tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 5mbit burst 15k # tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:20 htb rate 3mbit ceil 6mbit burst 15k # tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:30 htb rate 1kbit ceil 6mbit burst 15k

続いて、これらのクラスの下に SFQ を置くと良いでしょう。
# tc qdisc add dev eth0 parent 1:10 handle 10: sfq perturb 10 # tc qdisc add dev eth0 parent 1:20 handle 20: sfq perturb 10 # tc qdisc add dev eth0 parent 1:30 handle 30: sfq perturb 10

トラフィックを適切なクラスに向けるフィルタを追加します:
# U32="tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32" # $U32 match ip dport 80 0xffff flowid 1:10 # $U32 match ip sport 25 0xffff flowid 1:20
これでおしまい。わかりにくく、説明されていない数値もなければ、文書化されていないパラメータもありません。

HTB は実にすばらしく見えます。10: と 20: の両方が保証されたバンド幅を取り、そしてまだ残りがあれば、これらのクラスはその残りを 5:3 の比率で借りることになります。これは期待した通りの動作でしょう。

クラス付けされなかったトラフィックは 30: に向かいます。このクラスは自分自身のバンド幅はほとんど持っていませんが、余っている分はすべて借りることができます。内部で SFQ を利用するようにしたので、公平性もタダで実現できています!

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