Linux下模拟恶劣网络环境

背景

在做区块链互联网环境下交易测试时发现，不同网络环境对交易的执行有很大的影响；网络差的时候交易会丢失，卡住等，网络好或者局域网的时候则正常。因此需要一个模拟恶劣网络环境的工具。
本文介绍一个Linux下的为traffic control和netem工具。
其中，Netem 是 Linux 2.6 及以上内核版本提供的一个网络模拟功能模块。该功能模块可以用来在性能良好的局域网中，模拟出复杂的互联网传输性能，诸如低带宽、传输延迟、丢包等等情况。使用 Linux 2.6 (或以上) 版本内核的很多发行版 Linux 都开启了该内核功能，比如Fedora、Ubuntu、Redhat、OpenSuse、CentOS、Debian等等。tc 可以用来控制 netem 的工作模式。
使用
工具可完成如下功能：（故障模拟） 模拟时延，丢包，重复包，乱序。

wiki:network emulation

TC实现原理

TC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（Input Interface）进来后，经过流量限制（Ingress Policing）丢弃不符合规定的数据包，由输入多路分配器（Input De-Multiplexing）进行判断选择：如果接收包的目的是本主机，那么将该包送给上层处理；否则需要进行转发，将接收包交到转发块（Forwarding Block）处理。转发块同时也接收本主机上层（TCP、UDP等）产生的包。转发块通过查看路由表，决定所处理包的下一跳。然后，对包进行排列以便将它们传送到输出接口（Output Interface）。一般我们只能限制网卡发送的数据包，不能限制网卡接收的数据包，所以我们可以通过改变发送次序来控制传输速率。Linux流量控制主要是在输出接口排列时进行处理和实现的。

使用

1、模拟延迟传输
　　# tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms
　　该命令将 eth0 网卡的传输设置为延迟100毫秒发送。
　　更真实的情况下，延迟值不会这么精确，会有一定的波动，我们可以用下面的情况来模拟出带有波动性的延迟值：
　　# tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 10ms
　　该命令将 eth0 网卡的传输设置为延迟 100ms ± 10ms （90 ~ 110 ms 之间的任意值）发送。
　　还可以更进一步加强这种波动的随机性：
　　# tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 10ms 30%
　　该命令将 eth0 网卡的传输设置为 100ms ，同时，大约有 30% 的包会延迟 ± 10ms 发送。
　　
2、模拟网络丢包
　　# tc qdisc add dev eth0 root netem loss 1%
　　该命令将 eth0 网卡的传输设置为随机丢掉 1% 的数据包。
　　也可以设置丢包的成功率：
　　# tc qdisc add dev eth0 root netem loss 1% 30%

3、模拟包重复
　　# tc qdisc add dev eth0 root netem duplicate 1%
　　该命令将 eth0 网卡的传输设置为随机产生 1% 的重复数据包 。
　　
4、模拟包损坏
　　# tc qdisc add dev eth0 root netem corrupt 0.2%

5、模拟包乱序
　　# tc qdisc change dev eth0 root netem delay 10ms reorder 25% 50%
　　该命令将 eth0 网卡的传输设置为:有 25% 的数据包（50%相关）会被立即发送，其他的延迟 10 秒。
　　新版本中，如下命令也会在一定程度上打乱发包的次序:
　　# tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms 10ms