有沒有遇到過系統(tǒng)中的某個(gè)應(yīng)用程序獨(dú)占了你所有的網(wǎng)絡(luò)帶寬的情形？如果你有過這樣的遭遇，那么你就會(huì)感受到Trickle這種帶寬調(diào)整應(yīng)用的價(jià)值。不管你是一個(gè)系統(tǒng)管理員還只是普通Linux用戶，都需要學(xué)習(xí)如何控制應(yīng)用程序的上下行速度，來確保你的網(wǎng)絡(luò)帶寬不會(huì)被某個(gè)程序霸占。
什么是 Trickle?

Trickle是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬調(diào)整工具，可以讓我們管理應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)上下行速度，使得可以避免其中的某個(gè)應(yīng)用程序霸占了全部或大部分可用的帶寬。換句話說，Trickle可以讓你基于單個(gè)應(yīng)用程序來控制網(wǎng)絡(luò)流量速率，而不是僅僅針對(duì)與單個(gè)用戶——這是在客戶端網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中經(jīng)典的帶寬調(diào)整情況。
Trickle 是如何工作的？

另外，trickle 可以幫助我們基于應(yīng)用來定義優(yōu)先級(jí)，所以當(dāng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了全局限制設(shè)定，高優(yōu)先級(jí)的應(yīng)用依然會(huì)自動(dòng)地獲取更多的帶寬。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，trickle 對(duì) TCP 連接上的套接字的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收設(shè)置流量限制。我們必須注意到，除了影響傳輸速率之外，在這個(gè)過程中，trickle任何時(shí)候都不會(huì)以任何方式來改變其中的數(shù)據(jù)。
Trickle不能做什么？

這么說吧，唯一的限制就是，trickle不支持靜態(tài)鏈接的應(yīng)用程序或者具有SUID或SGID位設(shè)置的二進(jìn)制程序，因?yàn)樗褂脛?dòng)態(tài)鏈接的方式將其載入到需要調(diào)整的進(jìn)程和其關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)套接字之間。 Trickle此時(shí)會(huì)在這兩種軟件組件之間扮演代理的角色。

由于trickle并不需要超級(jí)用戶的權(quán)限來運(yùn)行，所以用戶可以設(shè)置他們自己的流量限制。可能這并不是你想要的，我們會(huì)探索如何使用全局設(shè)定來限制系統(tǒng)中的所有用戶的流量限制。也即是說，此時(shí)系統(tǒng)中的每個(gè)用戶具有管理各自的流量速率，但是無論如何，都會(huì)受到系統(tǒng)管理員給他們?cè)O(shè)置的總體限制。

在這篇文章中，我們會(huì)描述如何通過trickle在linux平臺(tái)上管理應(yīng)用程序使用的網(wǎng)絡(luò)帶寬。為了生成所需的流量，在此會(huì)在客戶端(CentOS 7 server – dev1: 192.168.0.17)上使用 ncftpput 和 ncftpget， 在服務(wù)器(Debian Wheezy 7.5 – dev2: 192.168.0.15)上使用vsftpd 來進(jìn)行演示。 相同的指令也可以在RedHat，F(xiàn)edora和Ubuntu等系統(tǒng)使用。
前提條件

    對(duì)于 RHEL/CentOS 7/6， 開啟EPEL倉庫。這些用于企業(yè)版 Linux 的額外軟件包是一個(gè)由Fedora項(xiàng)目維護(hù)的高質(zhì)量、開源的軟件倉庫，而且百分之百與其衍生產(chǎn)品相兼容，如企業(yè)版本Linux和CentOS。 在這個(gè)倉庫中trickle和ncftp兩者都是可用的。

    按照如下方式安裝ncftp：

    在單獨(dú)的服務(wù)器上設(shè)置一個(gè)FTP服務(wù)器。需要注意的是，盡管FTP天生就不安全，但是仍然被廣泛應(yīng)用在安全性無關(guān)緊要的文件上傳下載中。 在這篇文章中我們使用它來演示trickle的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它也會(huì)在客戶端的標(biāo)準(zhǔn)輸出流中顯示傳輸速率。我們將是否在其它時(shí)間使用它放在一邊討論。

    現(xiàn)在，在FTP服務(wù)器上按照以下方式編輯 /etc/vsftpd/vsftpd.conf 文件。

    在此之后，確保在你的當(dāng)前會(huì)話中啟動(dòng)了vsftpd，并在之后的啟動(dòng)中讓其自動(dòng)啟動(dòng)。

    如果你選擇在一個(gè)使用 SSH 密鑰進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問的 CentOS/RHEL 7中搭建FTP服務(wù)器，你需要一個(gè)密碼受保護(hù)的用戶賬戶，它能訪問root目錄之外的某個(gè)目錄，并有能在其中上傳和下載文件的權(quán)限。

    你可以通過在你的瀏覽器中輸入以下的URL來瀏覽你的家目錄。一個(gè)登錄窗口會(huì)彈出來提示你輸入FTP服務(wù)器中的有效的用戶名和密碼。

        ftp://192.168.0.15

    如果驗(yàn)證成功，你就會(huì)看到你的家目錄中的內(nèi)容。該教程的稍后部分中，你將可以刷新頁面來顯示在你之前上傳過的文件。

如何在Linux中安裝 trickle

    通過yum或aptitude來安裝trickle.

    為了確保能夠成功安裝，最好在安裝工具之前，保證當(dāng)前的安裝包是最新的版本。

    確認(rèn)trickle是否對(duì)特定的二進(jìn)制包有用。

    之前我們解釋過，trickle只對(duì)使用動(dòng)態(tài)或共享的庫的二進(jìn)制包有用。為了確認(rèn)我們是否可以對(duì)某個(gè)特定的應(yīng)用使用trickle，我們可以使用著名的ldd（列出動(dòng)態(tài)依賴）工具。 特別地，我們會(huì)查看任何給定程序的動(dòng)態(tài)依賴中其當(dāng)前使用的glibc，因?yàn)槠錅?zhǔn)確地定義了通過套接字通訊所使用的系統(tǒng)調(diào)用。

    對(duì)一個(gè)給定的二進(jìn)制包執(zhí)行以下命令來查看是否能對(duì)其使用trickle進(jìn)行帶寬調(diào)整：

    例如，

    其輸出是：

    輸出中的括號(hào)中的字符可能在不同的系統(tǒng)平臺(tái)有所不同，甚至相同的命令在不同的時(shí)候運(yùn)行也會(huì)不同，因?yàn)槠浯戆虞d到物理內(nèi)存中的地址。

    如果上面的命令沒有返回任何的結(jié)果，就說明這個(gè)二進(jìn)制包沒有使用libc包，因此trickle對(duì)其不能起到帶寬調(diào)整的作用。
學(xué)習(xí)如何使用Trickle

最基本的用法就是使用其獨(dú)立模式，通過這種方式，trickle用來顯式地定義給定應(yīng)用程序的上傳下載速率。如前所述，為了簡單，我們會(huì)使用相同的應(yīng)用來進(jìn)行上傳下載測試。
在獨(dú)立模式下運(yùn)行trickle

我們會(huì)比較在有無trickle的情況下的上傳下載速率， ‘-d’選項(xiàng)指示下載速率（KB/s單位），而'-u'選項(xiàng)指示相同單位的上傳速率。另外我們會(huì)使用到‘-s’選項(xiàng)來指定trickle應(yīng)該以獨(dú)立模式運(yùn)行。

以獨(dú)立模式運(yùn)行trickle的基本語法如下：

為了能夠讓你自己運(yùn)行以下樣例，確保你在自己的客戶端安裝了trickle和ncftp（我的是192.168.0.17）。

樣例1：在有無trickle的情況下上傳一個(gè)2.8 MB的PDF文件。

我們使用一個(gè)自由發(fā)布的LInux基礎(chǔ)知識(shí)PDF文件來進(jìn)行下面的測試。

你可以首先使用下面的命令將這個(gè)文件下載到你當(dāng)前的工作目錄中：

下面是在沒有trickle的情況下將一個(gè)文件上傳到我們的FTP服務(wù)器的語法：

其中的 /remote_directory 是相對(duì)于該用戶的家目錄的上傳路徑，而local-filename是一個(gè)你當(dāng)前工作目錄中的文件。

特別的是，在沒有trickle的情形下，我們可以得到上傳峰值速率52.02MB/s(請(qǐng)注意，這個(gè)不是真正的平均上傳速率，而是峰值開始的瞬時(shí)值)，而且這個(gè)文件幾乎在瞬間就完成了上傳。

輸出：

在使用trickle的情況下，我們會(huì)限制上傳速率在5KB/s。在第二次上傳文件之前，我們需要在目標(biāo)目錄中刪除這個(gè)文件，否則ncftp就會(huì)通知我們?cè)谀繕?biāo)目錄中已經(jīng)存在了與上傳文件相同的文件，從而不會(huì)執(zhí)行文件的傳輸：

然后：

輸出：

在上面的樣例中，我們看到平均的上傳速率下降到了5KB/s。

樣例2：在有無trickle的情況下下載相同的2.8MB的PDF文件

首先，記得從原來的源目錄中刪除這個(gè)PDF：

請(qǐng)注意，下面的樣例中將遠(yuǎn)程的文件下載到客戶端機(jī)器的當(dāng)前目錄下，這是由FTP服務(wù)器的IP地址后面的“.”決定的。

沒有trickle的情況下：

輸出：

在有trickle的情況下，限制下載速率在20KB/s：

輸出：

在監(jiān)督[非托管]模式下運(yùn)行Trickle

trickle也可以按照/etc/trickled.conf文件中定義的一系列參數(shù)運(yùn)行在非托管模式下。 這個(gè)文件定義了守護(hù)線程 trickled的行為以及如何管理trickle。

另外，如果你想要全局設(shè)置被所有的應(yīng)用程序使用的話，我們就會(huì)需要使用trickle命令。 這個(gè)命令運(yùn)行守護(hù)進(jìn)程，并允許我們通過trickle定義所有應(yīng)用程序共享的上傳下載限制，不需要我們每次來進(jìn)行指定。

例如，運(yùn)行：

會(huì)導(dǎo)致任何通過trickle運(yùn)行的應(yīng)用程序的上傳下載速率分別限制在30kb/s和10kb/s。

請(qǐng)注意，你可以在任何時(shí)間都能確認(rèn)守護(hù)線程trickled是否正在運(yùn)行以及其運(yùn)行參數(shù)：

輸出:

樣例3：在使用/不使用trickle的情形下上傳一個(gè) 19MB 的mp4文件到我們的FTP服務(wù)器。

在這個(gè)樣例中，我們會(huì)使用“He is the gift”的自由分發(fā)視頻，可以通過這個(gè)鏈接下載。

我們將會(huì)在開始時(shí)通過以下的命令將這個(gè)文件下載到你的當(dāng)前工作目錄中:

首先，我們會(huì)使用之前列出的命令來開啟守護(hù)進(jìn)程trickled:

在不使用trickle時(shí):

輸出：

在使用trickle時(shí)：

輸出:

我們可以看到上面的輸出，上傳的速率下降到了約 10KB/s。

** 樣例4：在使用/不使用trickle的情形下下載這個(gè)相同的視頻 **

與樣例2一樣，我們會(huì)將該文件下載到當(dāng)前工作目錄中。

在沒有trickle時(shí):

輸出:

有trickle的時(shí)：

輸出:

上面的結(jié)果與我們之前設(shè)置的下載限速相對(duì)應(yīng)(30KB/s)。

注意: 一旦守護(hù)進(jìn)程開啟之后，就沒有必要使用trickle來為每個(gè)應(yīng)用程序來單獨(dú)設(shè)置限制。

如前所述，人們可以進(jìn)一步地通過trickled.conf來客制化trickle的帶寬速率調(diào)整，該文件的一個(gè)典型的分段有以下部分組成：

其中,

•     [service] 用來指示我們想要對(duì)其進(jìn)行帶寬使用調(diào)整的應(yīng)用程序名稱
      Priority 用來讓我們?yōu)槟硞€(gè)服務(wù)制定一個(gè)相對(duì)于其他服務(wù)高的優(yōu)先級(jí)，這樣就不允許守護(hù)進(jìn)程管理中的一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用程序來占用所有的帶寬。越小的數(shù)字代表更高的優(yōu)先級(jí)。
      Time-Smoothing [以秒計(jì)]: 定義了trickled讓各個(gè)應(yīng)用程序傳輸或接收數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔。小的間隔值(0.1-1秒)對(duì)于交互式應(yīng)用程序是理想的，因?yàn)檫@樣會(huì)具有一個(gè)更加平滑的會(huì)話體驗(yàn)，而一個(gè)相對(duì)較大的時(shí)間間隔值(1-10秒)對(duì)于需要批量傳輸應(yīng)用程序就會(huì)顯得更好。如果沒有指定該值，默認(rèn)是5秒。
      Length-smoothing [KB 單位]: 該想法與Time-Smoothing如出一轍，但是是基于I/O操作而言。如果沒有指定值，會(huì)使用默認(rèn)的10KB。

上述平滑值（Time-Smoothing、 Length-smoothing）的改變會(huì)被翻譯為將指定的服務(wù)的使用一個(gè)間隔值而不是一個(gè)固定值。不幸的是，沒有一個(gè)特定的公式來計(jì)算間隔值的上下限，主要依賴于特定的應(yīng)用場景。

下面是一個(gè)在CentOS 7 客戶端中的trickled.conf 樣例文件（192.168.0.17）：

使用該設(shè)置，trickled會(huì)為SSH賦予比FTP較高的傳輸優(yōu)先級(jí)。值得注意的是，一個(gè)交互進(jìn)程，例如SSH，使用了一個(gè)較小的時(shí)間間隔值，然而一個(gè)處理批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)如FTP，則使用一個(gè)較大的時(shí)間間隔來控制之前的樣例中的上傳下載速率，盡管不是百分百的由trickled指定的值，但是也已經(jīng)非常接近了。
總結(jié)

在該文章中,我們探索了使用trickle在基于Fedora發(fā)行版和Debian衍生版平臺(tái)上來限制應(yīng)用程序的帶寬使用。也包含了其他的可能用法，但是不對(duì)以下情形進(jìn)行限制:

•     限制系統(tǒng)工具的下載速度，例如wget，或 BT客戶端.
      限制你的系統(tǒng)的包管理工具yum更新的速度 (如果是基于Debian系統(tǒng)的話，其包管理工具為aptitude)。
      如果你的服務(wù)器是在一個(gè)代理或防火墻后面(或者其本身即是代理或防火墻的話)，你可以使用trickle來同時(shí)設(shè)定下載和上傳速率，或者客戶端或外部通訊的速率。