解决无线动态带宽分配问题的技巧——工程师原创应用笔记

【编者按】Wsqos (wireless smart QoS) 是在解决无线路由器带宽分配问题时，编写的一个用户空间实现QoS的Daemon程序。它伴随WiFi客户端的连接与断开动作，动态的调整TC规则，以达到对WiFi客户端下行速率限制功能。wsqos运行过程中生成的tc规则可以通过tc命令查看。本文将描述性的内容分享给大家，旨在提供一个解决无线带宽分配的思路。

原理：

Wsqos 启动一个基于HTB算法的qdisc队列，一个最大限速为300Mpbs的根类（这个值可以通过命令选项配置）。之后，每有一个wifi客户连接进来，就会为其分配一个子类(class)和一个过滤器(filter)。过滤器以wifi客户的mac地址与数据包目标mac地址匹配，并将匹配的数据包送到属于该客户的htb限速队列中(由class子类定义）。

每个客户的htb子类都在最大限速的根类下面，所以，每个客户之间可以借用带宽。如果不允许借用带宽，可以使用-s 0选项。

编译：

1. 把wsqos包放到package下；make menuconfig选取上；

2. make kernel_menuconfig 确保

 Networking support ==> Networking options  ==> QoS and/or fair queueing ==> <*> Hierarchical Token Bucket (HTB)  以及  <*>   Universal 32bit comparisons w/ hashing (U32) 两项选中。

运行：

暂时没有提供自动启动脚本。系统启动后，在命令行下运行

# wsqos &

缺省无线最大速率是300Mbps，可以通过 -r 选项设定，-r 选项的单位是Mbps。比如 wsqos -r 200 &假定最大无线速率为200Mbps,之后每有一个客户链接进来，都会以这个值为基数，平分带宽。

使用 # tc class show dev ra0 命令来查看为每个客户设地的htb子类速率配置。

测试要点：

1. 设置两个以上wifi客户进行下载操作。看速率是不是理论要求的值，这几个客户应该是平分带宽。

2. 在有客户在下载的情况下，用手机等设备连接，断开操作，观察下载客户的速率变化。

3. 测试是否存在客户连接进来，但没有影响速率的情况；以及客户断开，但没有影响速率的情况。

4. 如果有条件，看系统能承受多少个连接。主要关注很多用户连接进来时，能否为每个用户正确分配htb class和filter.

使用tc class show dev ra0 来查看分配的子类数；htb子类数量应该与连接进来的客户数量一致；

使用tc filter show dev ra0 来查看分配的过滤器；过滤器的数量应该与连接进来的客户数量一致。

tc qdisc add dev ra0 root handle 1: htb

tc class add dev ra0 parent 1: classid 1:1 htb rate 37Mbps ceil 37Mbps

tc class add dev ra0 parent 1:1 classid 1:10 htb rate 30kbps ceil 100kbps

tc filter add dev ra0 protocol ip parent 1:0 prio 5 u32 match u16 0x0800 0xffff at -2 match u32 0x4E983FE7 0xffffffff at -12 match u16 0x9000 0xffff at -14 flowid 1:10

tc filter add dev ra0 protocol ip parent 1:0 prio 5 u32 match u16 0x0800 0xffff at -2 match u32 0x4E983FE7 0xffffffff at -12 match u16 0x9001 0xffff at -14 flowid 1:10

tc filter del dev ra0 protocol ip parent 1:0 prio 5 u32 match u16 0x0800 0xffff at -2 match u32 0x4E983FE7 0xffffffff at -12 match u16 0x9001 0xffff at -14 flowid 1:10

filter parent 1: protocol ip pref 49152 u32

filter parent 1: protocol ip pref 49152 u32 fh 800: ht divisor 1

filter parent 1: protocol ip pref 49152 u32 fh 800::800 order 2048 key ht 800 bkt 0 flowid 1:a

  match 00000800/0000ffff at -4

  match 4e983fe7/ffffffff at -12

  match 00009000/0000ffff at -16

filter parent 1: protocol ip pref 5 u32

filter parent 1: protocol ip pref 5 u32 fh 800: ht divisor 1

filter parent 1: protocol ip pref 5 u32 fh 800::800 order 2048 key ht 800 bkt 0 flowid 1:10

  match 00000800/0000ffff at -4

  match 4e983fe7/ffffffff at -12

  match 00009000/0000ffff at -16

作者：CloudWSN，具有多年嵌入式Linux开发经验，早前是从写Unix驱动开始的。先后做过的典型项目包括PCI加密卡驱动和银行对接系统、大屏拼接墙控制器开发、嵌入式处理器BSP板级支持包开发、POS机开发、DVR／DVS，IP Camera开发、酒店智能化房控系统开发、SNAP（安全网关）开发、无线路由器开发（包括硬件）、工业级数据网关开发（包括硬件）、智能PDU固件开发。我在方案网的店铺名是“OpenWRT开发”，有项目开发需求的雇主欢迎联系我！