[网络] [iproute2] tc命令：Linux网络异常模拟（Network Emulation, netem）指南

目录

• 01 简介
• 02 前提条件
  • 2.1 权限
  • 2.2 iproute2安装
• 03 操作详解
  • 3.1 查看当前网络规则
  • 3.2 清除所有网络规则
  • 3.3 添加网络异常规则
    • 3.3.1 模拟固定延迟和随机抖动
    • 3.3.2 模拟丢包
    • 3.3.3 模拟包损坏
    • 3.3.4 模拟包重复
    • 3.3.5 复合异常
• 04 高级用法
  • 4.1 精确延迟分布
  • 4.2 多队列规则
  • 4.3 组合其他 qdisc

01 简介

netem（Network Emulation）是 Linux 内核提供的网络仿真工具，用于在指定网络接口上模拟各种网络异常行为，例如：

• 延迟（Delay）：模拟网络传输延迟。
• 丢包（Loss）：模拟数据包丢失。
• 包损坏（Corrupt）：模拟数据包在传输中被破坏。
• 包重复（Duplicate）：模拟数据包重复发送。
• 包乱序（Reorder）：模拟数据包到达顺序打乱。

这些功能通过 tc 命令配置，作用于特定网络接口（如 eth0）。以下是具体操作步骤和示例。

以下是常用命令：

1. 查看当前网络接口的队列规则

tc qdisc show dev eth0

2. 清除 eth0 上的所有网络规则

sudo tc qdisc del dev eth0 root

3. 添加固定延迟和随机抖动（100ms 固定延迟，±50ms 抖动）

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 50ms

4. 添加丢包率（5% 丢包概率）

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem loss 5%

5. 添加包损坏（10% 数据包损坏概率）

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem corrupt 10%

6. 添加包重复（10% 数据包重复概率）

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem duplicate 10%

7. 组合多种网络异常（500ms 延迟，5% 丢包，5% 损坏，5% 重复，5% 乱序）

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem delay 500ms loss 5% corrupt 5% duplicate 5% reorder 5%

02 前提条件

2.1 权限

所有 tc 命令需以 root 权限执行（使用 sudo）。

2.2 iproute2安装

使用前，请确保系统中已安装 iproute2 包（包含 tc 命令）。

在 Ubuntu/Debian 系统中，可通过以下命令安装：

sudo apt update
sudo apt install iproute2

在 CentOS/RedHat 系统中，可以通过以下命令安装：

# 较老的CentOS
sudo yum install iproute
# 8.0以上版本的CentOS
sudo dnf install iproute

03 操作详解

3.1 查看当前网络规则

查看网络接口 eth0 上的队列规则（qdisc）：

tc qdisc show dev eth0

输出为：

qdisc netem 8001: root refcnt 2 limit 1000 delay 100.0ms  50.0ms

• qdisc netem：表示当前使用 netem 队列规则。
• delay 100.0ms 50.0ms：表示固定延迟 100ms，随机抖动 ±50ms。

如果没有输出，表示该接口上没有配置任何队列规则。

3.2 清除所有网络规则

sudo tc qdisc del dev eth0 root

3.3 添加网络异常规则

以下是使用 tc 和 netem 配置各种网络异常的示例。所有命令都以 eth0 为目标接口，作用于根队列（root）。

3.3.1 模拟固定延迟和随机抖动

为 eth0 添加 100ms 的固定延迟，并允许 ±50ms 的随机抖动：

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 50ms

• delay 100ms：固定延迟 100 毫秒。
• 50ms：随机抖动范围 ±50ms（即实际延迟在 50ms 到 150ms 之间）。

验证：使用 ping 或 traceroute 测试网络延迟：

ping 8.8.8.8

3.3.2 模拟丢包

为 eth0 设置 5% 的丢包率，并允许 25% 的相关性（影响丢包的随机性）：

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem loss 5% 25%

• loss 5%：数据包有 5% 的概率丢失。
• 25%：丢包的相关性，较高的值会使丢包事件更倾向于连续发生。

验证：使用 ping 或 traceroute 测试网络延迟：

ping 8.8.8.8

3.3.3 模拟包损坏

为 eth0 设置 10% 的数据包损坏概率：

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem corrupt 10%

• corrupt 10%：数据包有 10% 的概率被随机修改（模拟传输错误）。

验证：运行需要校验的协议（如 TCP）测试，观察是否出现重传。

3.3.4 模拟包重复

为 eth0 设置 10% 的数据包重复概率：

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem duplicate 10%

• duplicate 10%：数据包有 10% 的概率被复制并重复发送。

验证：使用抓包工具（如 tcpdump）观察是否有重复的数据包：

sudo tcpdump -i eth0

3.3.5 复合异常

可以组合多种异常规则。例如，为 eth0 设置 500ms 延迟、5% 丢包、5% 包损坏、5% 包重复和 5% 包乱序：

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem delay 500ms loss 5% corrupt 5% duplicate 5% reorder 5%

• delay 500ms：固定延迟 500 毫秒。
• loss 5%：5% 丢包率。
• corrupt 5%：5% 包损坏概率。
• duplicate 5%：5% 包重复概率。
• reorder 5%：5% 的数据包可能乱序（需配合延迟使用）。

04 高级用法

4.1 精确延迟分布

可以通过 distribution 参数指定延迟的分布类型，例如正态分布：

sudo tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 20ms distribution normal

4.2 多队列规则

可以为不同类型的流量设置不同的规则，使用 tc 的 filter 功能。例如，针对特定 IP 的流量：

sudo tc filter add dev eth0 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32 match ip dst 192.168.1.100 flowid 1:1

4.3 组合其他 qdisc

netem 可以与其他队列规则（如 htb 或 fq_codel）结合使用，以实现更复杂的流量控制。