3、Linux TC与OVS QoS：TC原理简介、OVS如何利用TC实现限速
聊到OVS的QoS，绕不开Linux TC。说实话，很多刚接触SDN的朋友会觉得OVS的QoS是个黑盒子，配置完就完事了。但在我多年的运维经验里，不懂TC就去配OVS限速，出了问题你根本不知道从哪查起。
这一节，我就带你扒开OVS QoS的底层——看看它到底是怎么借助Linux TC来实现流量整形和限速的。
3.1 Linux TC是什么？
TC，全称Traffic Control，是Linux内核自带的流量控制工具。说白了，它就是内核里一个“交通警察”，负责决定数据包什么时候发、按什么顺序发、能不能发。
TC的核心组件有三个：
- qdisc（排队规则）：数据包要出去，得先排队。qdisc就是管这个队的。
- class（类）：把队列分成多个子队列，每个子队列可以有不同的规则。
- filter（过滤器）：决定哪个数据包进哪个类。
你可以把网卡想象成一个收费站出口。qdisc就是收费站的排队通道，class是不同车型的专用道（小车、货车、ETC），filter就是收费员看你车牌把你引到对应车道。
核心要点：TC工作在出口方向（egress）和入口方向（ingress）。OVS主要利用的是出口方向的qdisc来做限速。
3.2 常用的qdisc类型
我个人在实际项目中用得最多的就三种：
| qdisc类型 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| pfifo_fast | 默认qdisc，先入先出，三个优先级band | 普通场景，无特殊需求 |
| HTB（Hierarchical Token Bucket） | 分层令牌桶，支持带宽借用和层级结构 | 多级限速、租户隔离、带宽保证 |
| TBF（Token Bucket Filter） | 令牌桶，简单粗暴，精确限速 | 单端口固定速率限制 |
嗯，这里要注意。HTB是OVS QoS的默认选择。为什么？因为它支持分层。你想想看，一个物理网卡上可能跑着几十个虚拟机，每个虚拟机还要再细分不同的流量类型，HTB这种树形结构正好派上用场。
我的经验：曾经有个客户说OVS限速不准，我上去一看，他用的pfifo_fast。这玩意儿根本不限速，只排队。换成HTB后，问题立刻解决。
3.3 OVS如何利用TC实现限速？
OVS本身不直接操作网卡队列。它把限速任务“外包”给了Linux TC。具体流程是这样的：
- OVS创建一个内部端口（比如vnet0）
- OVS通过Netlink接口，调用TC命令在该端口上挂载qdisc
- TC根据qdisc规则，对经过该端口的数据包进行排队和丢弃
说白了，OVS只负责“告诉”TC要限多少速，具体怎么限、怎么丢包，全是TC干的活。
我们来看一个实际的例子。假设我要限制一个虚拟机网卡vnet0的出口带宽为100Mbps：
# OVS内部会执行类似这样的TC命令
tc qdisc add dev vnet0 root handle 1: htb default 30
tc class add dev vnet0 parent 1: classid 1:1 htb rate 100mbit ceil 100mbit
tc filter add dev vnet0 protocol ip parent 1:0 prio 1 u32 \
match ip dst 192.168.1.0/24 flowid 1:1
这段代码什么意思？
- 第一行：在vnet0上挂载一个HTB qdisc，根节点handle为1:
- 第二行：创建一个类1:1，保证速率和最大速率都是100Mbps
- 第三行：用u32过滤器，把去往192.168.1.0/24网段的数据包归到类1:1里
当然，OVS不会让你手动敲这些。它通过OpenFlow的QoS配置，自动帮你生成对应的TC规则。
3.4 OVS QoS与TC的映射关系
OVS里配置QoS时，你会接触到几个关键概念。它们和TC的对应关系是这样的：
| OVS概念 | 对应TC组件 | 说明 |
|---|---|---|
| QoS表项 | qdisc（根节点） | 定义限速策略类型（如linux-htb） |
| Queue队列 | class（子类） | 每个队列对应一个带宽限制 |
| Ingress Policing | ingress qdisc + filter | 入口方向的速率限制 |
我记得有一次排查一个限速不生效的问题。OVS里配了QoS，但TC规则没生成。后来发现是OVS的ovs-vswitchd进程没有权限调用TC。嗯，权限问题，老生常谈了。
避坑指南：我曾经遇到过OVS版本和内核TC不兼容的情况。OVS 2.5以下版本对HTB的支持有限，建议使用OVS 2.8及以上版本。另外，如果内核没有编译HTB模块，OVS的限速会直接失败。
3.5 查看TC规则的方法
当你配完OVS QoS后，怎么确认TC规则已经生效？用下面几条命令：
# 查看所有qdisc
tc qdisc show dev vnet0
# 查看所有class
tc class show dev vnet0
# 查看filter
tc filter show dev vnet0
# 实时监控流量
tc -s qdisc show dev vnet0
加上-s参数，能看到每个队列的发送字节数、丢包数、超限次数。这些数据对排查限速是否生效非常有用。
举个例子，如果你发现某个队列的丢包数一直在涨，但速率没达到上限，那可能是burst参数设置太小了。burst是令牌桶的突发容量，太小会导致瞬间流量被误杀。
3.6 小结
这一节我们讲了Linux TC的基本原理，以及OVS如何利用TC来实现限速。说白了，OVS的QoS就是个“翻译官”，把你的限速需求转成TC能理解的规则。
下一节，我会带你实战配置OVS的QoS，包括如何创建QoS表项、如何绑定Queue、如何验证限速效果。到时候我会用真实的抓包数据来展示限速前后的区别，敬请期待。