iptables利用hashlimit限速

有很长一段时间，我都在查找“端口限速”的方法，以限制流量中转的速率。

然而，搜索引擎给出的答案通常是使用iptables与tc结合，使用iptables做路由控制，使用tc做流量整型。这种方法复杂且难以维护。

同时，在GitHub上也难以查询到相关开源项目。

终于，最近找到了最高效最方便且最灵活（远不只是端口限速）的限速方式，即使用iptables的hashlimit模块。

什么是hashlimit

hashlimit是iptables的一个拓展模块，其本身是一个匹配模块，不具有其他功能，需要结合其他模块来完成复杂任务。

什么是令牌桶

hashlimit使用的算法叫做令牌桶算法。

令牌桶（token bucket），顾名思义，可以理解为有一个桶，里面装满了令牌（token）。当请求来到时，可理解为人群来到，只有拿到令牌的人才能参加活动（例如购买某种物品）。令牌桶的容量是一个固定值，且令牌桶也会在不满时以一定速率生成新的令牌，令牌的生成速率也是一个固定值。

所以，例如使用一个令牌桶来限制人群购买商品的速率，例如假设令牌桶的容量是50，生成速率是每秒100个，人群的购买欲望是无穷的（尽可能达到大的购买速率）。于是，在开放购买的瞬间，人群瞬间抢完了50个令牌（突发速率），而之后人群以每秒100人的速率购买，正好与令牌生成速度相同（限制的最高速率），同时令牌桶容量一直为0，这样一来就成功将人群购买速率限制为令牌生成速率。

实操

看过了上面什么是令牌桶的解释，相信你也意识到了，令牌桶生成速率就是我们限制的网络速率。

下面以一个简单的场景来讲解：

A（一个多个不同IP的客户端）→ B（流量中转机器）→ C（流量目标机器）

假设A、B、C的IP地址分别为1.1.1.1，2.2.2.2，3.3.3.3。

在此场景中，要求限制A通过B的网络速率的总合为上下对等100Mbps。（无论多用户还是单用户，多线程还是单线程，总速率限制为100Mbps）

在B上操作：

限制C→B→A速率
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iptables -A INPUT -p tcp -s 3.3.3.3 -m hashlimit \
--hashlimit-name limitDownLink \
--hashlimit-upto 12500kb/s \
--hashlimit-mode srcip \
--hashlimit-burst 12500kb \
-j ACCEPT
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iptables -A INPUT -p tcp -s 3.3.3.3 -j DROP
部分解释：
- --hashlimit-name不仅是个“名字”，他是令牌桶独一无二的标志，如果两条命令用了一个名字，他们将共享这个令牌桶（可以知道速率也会共享），所以请保证使用独一无二的名字。
- --hashlimit-upto制定了令牌生成速率。（这里kb/s是kByte/s）
- --hashlimit-mode是匹配模式，这里指定srcip模式则是每个源IP一个令牌桶，因为这里源IP只有C的3.3.3.3，所以令牌桶只有一个。模式有：srcip、srcport、dstip、dstport。
- --hashlimit-burst制定了令牌桶的大小（iptables规定了令牌桶大小必须大于等于生成速率（设置的不对iptables会告诉你最小值，最小值也不一定是生成速率））。
- 为什么要两条命令？
  
  被第一条命令匹配成功的数据报（拿到令牌的）被ACCEPT，其余的数据报被第二条匹配而丢弃。如果没有第二条规则，则数据包被INPUT链默认策略匹配（绝大多数情况以及默认情况下是ACCEPT），故而根本没有起到限速作用。

限制A→B→C速率

iptables -A OUTPUT -p tcp -d 3.3.3.3 -m hashlimit \
--hashlimit-name limitUpLink \
--hashlimit-upto 12500kb/s \
--hashlimit-mode dstip \
--hashlimit-burst 12500kb \
-j ACCEPT

1	iptables -A OUTUT -p tcp -d 3.3.3.3 -j DROP

其他

灵活的限速

参照实操部分的例子，你可以灵活的设置自己的规则，例如加入匹配端口等其他匹配规则
更多设置

关于hashlimit的更多设置可以参考文档：iptables-extensions。

ctrl+f搜索hashlimit即可。