弱网演练的小插曲记录

文章目录

    • 1. 写在最前面
      • 1.1 关于弱网
      • 1.2 关于插曲
    • 2. 模拟弱网的工具
      • 2.1 tc
        • 2.1.1 原理
        • 2.1.2 使用
      • 2.2 blade
        • 2.2.1 原理
        • 2.2.2 使用
    • 3. tc vs iptable
    • 4. 碎碎念
    • 5.参考资料

1. 写在最前面

节前在做历史故障演练的 1:1 复现,以验收当前新增的监控告警可以覆盖历史的故障的监控。我被分配的一个演练场景是做弱网演练。

1.1 关于弱网

作为一个弱网的小白,先从了解弱网的概念开始。

弱网是指网络连接质量差、网速慢或不稳定的情况。与稳定的网络相比,弱网往往会出现延迟高、丢包率高、网络波动大等问题,进而影响用户的使用体验。

注:弱网的原因一般是由于网络带宽容量有限、信号干扰、设备性能较差、网络拥塞等。

1.2 关于插曲

知道了概念,以及明确要演练的场景包括机器失联、丢包率在 x 值时音视频的质量是否有下降,我开始在 google 查询「如何在 linux 端,构建弱网环境」。

在查了个大概后,我开始执行sudo tc qdisc add dev enp61s0f0 root netem loss 100% ,这是个丢包率 100% 的命令,然后机器就被我玩坏了,它彻底失联了!

注:复制粘贴执行命令需谨慎,否则你的机器可能会失联或需要重装

在这里插入图片描述

此处需实名感谢 PE 组的大佬,远程帮忙重启了机器,经历了半个小时的失联期,机器在重启后恢复了

注:此处还有个小八卦,听说之前的小伙伴还曾经设置过丢包 100% 作为系统的启动参数,然后这台机器靠重启也是恢复不了的,只能重新装机了。果然大佬都是见过大场面的。

2. 模拟弱网的工具

在经历了机器失联的小插曲后,同事推荐了另一个工具 blade 模拟弱网场景。但是我悄咪咪的看了下工具的介绍,在弱网场景下 blade 的底层使用的就是 tc 命令。

2.1 tc

2.1.1 原理

Netem 是 Linux 2.6 以上内核版本开始提供的一个网络模拟功能模块,它主要用来在性能良好的网络环境中,模拟出复杂的网络问题,比如高延迟、高丢包等问题。

Netem 是由命令行工具 tc 控制,tc 主要用于 Linux 内核的流量控制,主要是通过在输出端口处建立一个队列来实现流量控制,接收包从输入接口进来后,经过流量限制丢弃不符合规定的数据包,由输入多路分配器进行判断选择。

2.1.2 使用
  • 模拟延迟传输 tc qdisc add dev eth0 root netem daly 100ms

    • 模拟延迟的参数中提供了控制延迟到额时间分布可选参数:

      • JITTTER:网络抖动,增加一个随机事件长度,让延迟事件出现在某个范围

        • tc qdisc add dev eth0 root netem daly 100ms 10ms 延迟在 100ms ± 10ms 之间随机选择
      • CORRELATION:相关系数,下一个报文延迟事件和上一个报文的相关系数

        • tc qdisc add dev eth0 root netem daly 100ms 10ms 25% 因为网络状况是平滑变化的,短时间里相邻的报文的延迟应该是有相似性的
      • distribution:延迟分布,可以选择的值有 uniform、normal、pareto 和paretonormal

  • 模拟丢包率 tc qdisc add dev eth0 root netem loss 50%

  • 模拟包重复 tc qdisc add dev eth0 root netem duplicate 50%

  • 模拟包损坏 tc qdisc add dev eth0 root netem corrupt 30%

  • 模拟包乱序

    • 每隔一定数量的报文乱序一次tc qdisc add dev eth0 root netem reorder 50% gap 3 delay 100ms

    • 概率来选择乱序的报文 tc qdisc change dev eth0 root netem reorder 50% 15% delay 300ms

注:以上使用的示例中的 eth0 指网卡名称,测试的时候替换为自己使用的即可。强烈建议不要直接在生产环境直接测试

2.2 blade

2.2.1 原理

ChaosBlade 是阿里巴巴近十年故障测试和演练实践的基础上,提供的丰富的故障场景实现、帮助分布式系统提高容错性和可恢复性的混沌工程工具。

目前支持的演练场景有操作系统类的 CPU、磁盘、进程、网络等。

2.2.2 使用

blade 的网络问题模拟底层使用了 tc,但是 blade 本身是支持更多故障场景的模拟的,此处仅介绍网络问题的模拟。

  • 模拟延迟传输 blade create network delay --time 3000 --offset 1000 --interface eth0 --local-port 8080,8081

  • 模拟丢包率 blade create network loss --percent 70 --interface eth0 --local-port 8080,8081

  • 模拟包重复 blade create network duplicate --percent 80 --destination-ip 180.101.49.12 --interface eth0

  • 模拟包损坏 blade create network corrupt --percent 80 --destination-ip 180.101.49.12 --interface eth0

  • 模拟包乱序 blade c network reorder --correlation 80 --percent 50 --gap 2 --time 500 --interface eth0 --destination-ip 180.101.49.12

3. tc vs iptable

为什么在这里浅浅对比了一下 tc 和 iptable 呢?

是因为,故障演练的时候,我的第一反应是使用 iptable 来直接过滤掉演练机器的所有流量。

Linux tc 和 iptables 是用于网络流量控制和防火墙设置的两个重要命令。下面是它们的使用对比:

  • 功能:

    • tc(Traffic Control)命令用于对网络流量进行调整和控制,可以限制、加速和改变网络数据包的传输速度、延迟和丢包率。

    • iptables 命令用于设置 Linux 系统上的防火墙规则,可以过滤、转发和修改网络数据包。

  • 使用场景:

    • tc 命令主要用于网络流量控制,可以应用于带宽管理、流量限制、流量分类和策略路由等场景。

    • iptables 命令主要用于网络安全,可以实现防火墙规则、端口转发、地址转换、数据包过滤和 NAT 等功能。

  • 应用层次:

    • tc 命令工作在网络协议栈的第二层(数据链路层)和第三层(网络层),可以直接控制网络接口和数据包流动。

    • iptables 命令工作在网络协议栈的第三层(网络层)和第四层(传输层),主要对 IP 和 TCP/UDP 数据包进行处理。

4. 碎碎念

终于断断续续的写完了这篇小插曲,感觉又开始进入间歇性学习动力不足的阶段,那就不过分苛责自己,好好享受当下吧

  • Never be a prisoner of your past. It was just a lesson, not a life sentence

  • 买定离手,落子无悔,我在哪里,我的背后就是退路

  • 在你最艰难的时候,别老想着太远的将来,只要鼓励自己过好今天就好。这世间有太多的猝不及防,有些东西,根本不配占有你的情绪。人生就是一场体验,请你尽兴吧

5.参考资料

  • 弱网的概念以及弱网测试

  • Linux模拟弱网丢包、延时和限制带宽

  • blade create network delay - chaosblade-help-zh-CN

  • 实时音视频场景下弱网测试综述

  • 弱网环境搭建之 Linux tc & iptables

  • 如何模拟弱网环境?

  • 干货 | 阿里巴巴混沌测试工具ChaosBlade两万字解读 – 在青春迷失的咖啡馆

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