Linux 路由与 QoS 配置，如何在Linux中高效配置路由与QoS以优化网络性能？，如何在Linux中一键优化路由与QoS，让网络性能飙升？

Linux系统通过ip route命令和/etc/network/interfaces等静态路由文件实现灵活的路由管理，在多网卡环境中，系统支持：

• 基于策略的路由（Policy Routing）通过ip rule实现
• 多路由表并行处理（最多支持255张路由表）
• 基于源地址/端口、数据包标记等条件的差异化路由

QoS（服务质量）通过tc（Traffic Control）工具链实现，典型应用场景包括：

1. 关键业务保障（如VoIP、视频会议）
2. P2P流量限制与整形
3. 多租户带宽分配
4. 延迟敏感型应用优化

结合iptables/nftables的数据包标记和内核参数调优（如/proc/sys/net/ipv4/*），可构建企业级流量管理方案。

Linux路由配置详解

基础命令对比

多路由表示例

# 创建自定义路由表（需在/etc/iproute2/rt_tables添加）
echo "200 custom_table" >> /etc/iproute2/rt_tables
# 策略路由配置
ip rule add from 192.168.1.0/24 table custom_table
ip route add 10.0.0.0/8 via 172.16.1.1 dev eth1 table custom_table

路由监控技巧

# 实时路由变化监控
ip monitor route
# 路由缓存统计
ip -s route show cache

QoS深度配置

流量控制架构

graph TD
    A[网络接口] --> B[队列规则(qdisc)]
    B --> C[根队列]
    C --> D[分类器(class)]
    D --> E[子队列]
    E --> F[过滤器(filter)]

企业级QoS配置模板

#!/bin/bash
DEV=eth0
TOTAL_BW=1000mbit
# 清除现有配置
tc qdisc del dev $DEV root 2>/dev/null
# 建立HTB层次结构
tc qdisc add dev $DEV root handle 1: htb default 30
# 设置总带宽
tc class add dev $DEV parent 1: classid 1:1 htb rate $TOTAL_BW ceil $TOTAL_BW
# 业务分类（单位：kbps）
CLASSES=(
    "1:10 VoIP 200kbps 200"
    "1:20 Video 500kbps 500"
    "1:30 Bulk 300kbps 1000"
)
for class in "${CLASSES[@]}"; do
    read handle name rate ceil <<< $class
    tc class add dev $DEV parent 1:1 classid $handle htb \
        rate $rate ceil ${ceil}kbps prio ${handle#*:}
    tc qdisc add dev $DEV parent $handle handle ${handle/:/-} sfq perturb 10
done
# 应用过滤器
tc filter add dev $DEV protocol ip parent 1: prio 1 u32 \
    match ip dport 5060 0xffff flowid 1:10
tc filter add dev $DEV protocol ip parent 1: prio 2 u32 \
    match ip tos 0x40 0xff flowid 1:20

高级流量整形技术

1. 令牌桶过滤器（TBF）

   tc qdisc add dev eth0 root tbf \
       rate 1mbit burst 32kbit latency 400ms

2. 分层令牌桶（HTB）

   

   tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:10 htb \
       rate 512kbit ceil 1mbit burst 64k

3. 随机早期检测（RED）

   tc qdisc add dev eth0 parent 1:10 red \
       limit 64kb min 8kb max 24kb avpkt 1kb \
       burst 16 probability 0.02

持久化与运维方案

systemd服务单元示例

# /etc/systemd/system/qos.service
[Unit]
Description=QoS Configuration Engine
After=network-online.target
Wants=network-online.target
[Service]
Type=oneshot
RemainAfterExit=yes
ExecStart=/usr/local/bin/qos-setup start
ExecStop=/usr/local/bin/qos-setup stop
ExecReload=/usr/local/bin/qos-setup reload
[Install]
WantedBy=multi-user.target

监控指标建议

性能优化指南

内核参数调优

# 提高网络栈处理能力
echo "net.core.netdev_max_backlog=30000" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.core.somaxconn=32768" >> /etc/sysctl.conf
# 优化TCP窗口大小
echo "net.ipv4.tcp_rmem=4096 87380 16777216" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.tcp_wmem=4096 65536 16777216" >> /etc/sysctl.conf
# 应用配置
sysctl -p

硬件加速方案

1. Intel DPDK：用户态网络栈加速
2. XDP (eXpress Data Path)：内核层包处理
3. SmartNIC卸载：使用支持QoS的网卡硬件

排错工具箱

1. 流量模拟

   # 生成测试流量
   iperf3 -c target -t 60 -P 4 -b 100M

2. 规则验证

   

   tc -d class show dev eth0
   tc -d filter show dev eth0

3. 实时监控

   nload -u m eth0  # 带宽监控
   tc -s qdisc show dev eth0 | grep -A 2 backlog  # 队列监控

扩展阅读

1. 《Linux Advanced Routing & Traffic Control》3rd Edition
2. Kernel Documentation: Documentation/networking/
3. RFC 4594: Configuration Guidelines for DiffServ Service Classes

注：所有配置建议在生产环境实施前应在测试环境验证，复杂网络建议使用Ansible等配置管理工具批量部署。