tc 和 tcp congestion control

这里的 tc 指 Linux traffic control，不是 TCP 拥塞控制。

这两个东西很容易混淆，但它们是不同层次的机制：

• TCP 拥塞控制
  • 典型源码在 net/ipv4/，例如 tcp_vegas.c、tcp_cubic.c、tcp_bbr.c
  • 核心接口是 struct tcp_congestion_ops
  • 解决的是 sender 端如何根据 ACK、RTT、丢包去调节 cwnd
• Linux tc
  • 主体源码在 net/sched/
  • 核心对象是 qdisc、class、filter、action
  • 解决的是包在网卡收发路径上如何排队、整形、分类、丢弃、重定向

例如下面这段：

struct tcp_congestion_ops tcp_reno = {
	.flags		= TCP_CONG_NON_RESTRICTED,
	.name		= "reno",
	.owner		= THIS_MODULE,
	.ssthresh	= tcp_reno_ssthresh,
	.cong_avoid	= tcp_reno_cong_avoid,
	.undo_cwnd	= tcp_reno_undo_cwnd,
};

它属于 TCP 拥塞控制，不属于 tc。

如果要看默认 qdisc、fq_codel、pfifo_fast 一类内容，可以同时参考 qdisc.md。

所以，我们的确可以注意到，这里是存在 tc cgroup 和 tcp contestion 三个东西， 他们都是控制发包的。在不同的层次。

可直接跑的实验

旁边新增了一个脚本：tc-demo.sh。

这个脚本只用 netns + veth + tc 搭一个最小拓扑，在物理机上也比较安全，不需要碰真实网卡：

tc-left(veth-tc-left, 10.88.0.1) <-> tc-right(veth-tc-right, 10.88.0.2)

支持这些实验：

• baseline
  • 不加任何 tc 规则，先确认基线连通
• delay
  • 在双向 egress 上挂 netem delay
  • 现象：ping 的 RTT 明显增大
• loss
  • 在一侧 egress 上挂 netem loss
  • 现象：ping 出现丢包
• rate
  • 用 tbf 做限速
  • 有 iperf3 时会实际跑吞吐；没有就只展示 qdisc 规则
• filter
  • 用 clsact + u32 + action drop 在 ingress 丢 ICMP
  • 现象：ping 失败，但规则和计数器可见

最常用的运行方式：

# 需要 tc / ip / ping
nix-shell -p iproute2 iputils --run \
  'printf "a\n" | sudo -S env PATH="$PATH" ./net/tc-demo.sh all'

# 如果要看 tbf 的实际吞吐
nix-shell -p iproute2 iputils iperf3 --run \
  'printf "a\n" | sudo -S env PATH="$PATH" ./net/tc-demo.sh rate'

脚本默认不会自动清理，方便实验后继续手工观察：

nix-shell -p iproute2 iputils --run \
  'printf "a\n" | sudo -S env PATH="$PATH" ./net/tc-demo.sh cleanup'

https://wiki.aalto.fi/download/attachments/69901948/TCP-CongestionControlFinal.pdf

万字详文：TCP 拥塞控制详解

下面介绍几种常用的 RTT 算法。

1. rtt 经典算法 [RFC793]
2. rtt 标准算法（Jacobson / Karels 算法）
   • Linux 的源代码在：tcp_rtt_estimator
3. Karn 算法

• 这里，只是找到了其中的一个算法，其他的实现暂时没有看, 但是应该也是很重要的
• 文章中间还分析了一些辅助机制

几种快速重传算法:

• SACk
• FACk
• RACK
  • tcp_rack_advance

丢包是网络波动，还是真的出现了拥塞 ?

• nagle ???

tc ai 分析

• 如果你问的是 Linux 内核里的 tc（traffic control），主源码基本都在 net/sched/，再加上少量 net/core/、 include/net/、include/uapi/linux/ 和驱动 offload 代码。

最核心的是这几类：

• 框架层
  • include/net/sch_generic.h:304：struct Qdisc_ops、struct tcf_proto_ops 等核心抽象
  • include/net/act_api.h:113：struct tc_action_ops
  • net/sched/sch_api.c:1581：qdisc/class 的 netlink 控制入口
  • net/sched/cls_api.c:280：classifier/filter 框架与链路管理
  • net/sched/act_api.c:1017：action 框架
  • net/sched/sch_generic.c:415：qdisc 运行与调度核心
• qdisc 实现
  • 文件名模式就是 net/sched/sch_*.c
  • 常见的有 net/sched/sch_ingress.c:334、net/sched/sch_htb.c:1、net/sched/sch_tbf.c:603、net/sched/ sch_fq_codel.c:722、net/sched/sch_cake.c:3122、net/sched/sch_netem.c:1344
• classifier 实现
  • 文件名模式 net/sched/cls_*.c
  • 常见的有 net/sched/cls_u32.c:1455、net/sched/cls_flower.c:3832、net/sched/cls_bpf.c:682、net/sched/ cls_matchall.c:389
• action 实现
  • 文件名模式 net/sched/act_*.c
  • 常见的有 net/sched/act_mirred.c:639、net/sched/act_police.c:1、net/sched/act_pedit.c:1、net/sched/ act_bpf.c:392、net/sched/act_ct.c:1624
• 用户态到内核的协议定义
  • include/uapi/linux/pkt_sched.h:68：qdisc/class handle、TC_H_*
  • include/uapi/linux/pkt_cls.h:8：filter/action 的 netlink attr、TC_ACT_*
  • net/sched/sch_api.c:2486、net/sched/cls_api.c:4084、net/sched/act_api.c:2292：分别对应 RTM_NEWQDISC、RTM_NEWTFILTER、RTM_NEWACTION
• 真正挂到收发路径的位置
  • net/core/dev.c:4433：ingress 路径 sch_handle_ingress()
  • net/core/dev.c:4497：egress 路径 sch_handle_egress()
• 硬件 offload
  • include/net/pkt_cls.h:595：tc_setup_cb_*
  • include/net/flow_offload.h:588：flow_block_offload / flow_cls_offload
  • 驱动里看 ndo_setup_tc，比如 drivers/net/…

如果你是想快速建立全貌，建议按这个顺序读：

1. net/sched/sch_api.c:1581
2. net/sched/sch_ingress.c:242
3. net/sched/cls_api.c:230
4. 具体 classifier：cls_flower.c 或 cls_u32.c
5. net/sched/act_api.c:1017
6. 具体 action：act_mirred.c / act_police.c / act_bpf.c
7. net/core/dev.c:4433

• tc 的核心作用是 控制网络包怎么排队、怎么发、怎么处理。

更具体地说，它主要做这几件事：

• 流量调度（queueing / scheduling）
  • 决定包先发哪个、后发哪个
  • 例如不同优先级、不同队列、公平排队
• 流量整形与限速（shaping / policing）
  • 控制发送速率，避免瞬时打爆链路
  • 例如限速、突发控制、超速丢包
• 分类与过滤（classification / filtering）
  • 按五元组、端口、协议、VLAN、BPF 等规则匹配报文
  • 把不同流量送到不同 class / queue / action
• 动作处理（actions）
  • 对匹配到的包执行操作
  • 例如 drop、redirect、mirror、pedit、ct、bpf
• 入口/出口处理
  • egress：发包前排队和整形，这是最典型的 tc 用途
  • ingress：收包时过滤、丢弃、重定向，常用于策略控制
• 网络仿真
  • 用 netem 模拟延迟、抖动、丢包、乱序，常用于测试

可以把它粗略理解成：

• qdisc：决定“怎么排队/发包”
• class：把流量分层分类
• filter：决定“这个包属于哪一类”
• action：决定“这个包要怎么处理”

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