Membagi Bandwidth Dengan FreeBSD

Sebelum saya menerang mengenai pembagian bandwith dengan FreeBSD dengan lebih lanjut, saya syorkan anda membaca man page ‘ipfw(‘ dan ‘dummynet(4)’.

Mengapa butuh traffic shaping?

Traffic shaping adalah untuk menghad sesuatu bandwidth mengikut konfigurasi anda. Contohnya, anda mempunyai
10 buah PC di kantor anda dan anda mahu semua PC itu mendapat bandwidth sebanyak 256Kbps. Anda bisa
lakukannya dengan cara ini. Selain itu, anda bisa pastikan sesuatu IP atau port mendapat ‘priority’ dengan
menggunakan WFQ (Weight Fair Queueing)

Bolehkan benda ni handle banyak connection?

Mungkin bisa, mungkin tidak juga. Saya udah mencoba cara ini dengan 40 client, dan enggak menghadapi apa-apa masalah.
Pentium II 300 dan 64MB RAM udah cukup bagus untuk menjanakannya. Pastikan anda menggunakan network
card yang berkualitas.

Langkah 1: Kernel

Pastikan kernel anda dicompile konfigurasi ini:
options IPFIREWALL
options DUMMYNET
options HZ=1000
‘IPFIREWALL’ adalah untuk filtering, ‘DUMMYNET’ adalah untuk traffic shaping dan ‘HZ=1000′ yang bermaksud operasi
kernel akan dijalankan pada 1ms.

Langkah 2: IPFW

IPFW merupakan interface kepada IPFIREWALL dan DUMMYNET. Ianya sudah ada dalam mana-mana OS FreeBSD.
Anda mesti menambah konfigurasi ini dalam /etc/rc.conf supaya IPFW diexecute secara automatik ketika bootup.
firewall_enable=”YES”
firewall_script=”/etc/ipfw.conf”
‘firewall_enable=”YES”‘ bermaksud bahawa rc.conf akan execute ipfw pada bootup dengan rules yang diset oleh
‘firewall_script=”/etc/ipfw.conf”‘. Anda boleh menukar nama fail script anda.
Saya tidak akan menerang tentang ipfirewall dan NAT dalam artikel ini, anda perlu rujuk kepada artikel lain berkenaan
perkara tersebut.

Langkah 3: Konfigurasi IPFW

Menghad Bandwidth (Bandwidth Limit)

Anda boleh menghad bandwidth dengan contoh-contoh dibawah:

contoh 1:

$ipfw pipe 1 config bw 128Kbit/s
$ipfw pipe 2 config bw 128Kbit/s
$ipfw add pipe 1 all from any to 192.168.1.1 in
$ipfw add pipe 2 all from 192.168.1.1 to any out
Konfigurasi ini akan menghad bandwidth download dan upload dari IP 192.168.1.1 kepada 128Kbps

contoh 2:

$ipfw pipe 1 config mask dst-ip 0x000000ff bw 128Kbit/s
$ipfw pipe 2 config mask src-ip 0x000000ff bw 128Kbit/s
$ipfw add pipe 1 all from any to 192.168.1.0/24 in
$ipfw add pipe 2 all from 192.168.1.0/24 to any out
Konfigurasi ini akan menghad bandwidth download dan upload dari network 192.168.1.0/24 kepada 128Kbps

WFQ (Weight Fair Queueing)

Anda boleh mengkofigurasikan mana-mana IP atau port yang akan mendapat ‘priority’ mengikut contoh-contoh dibawah:

contoh 1:

$ipfw pipe 1 config bw 128Kbit/s
$ipfw pipe 2 config bw 128Kbit/s
$ipfw queue 100 config pipe 2 weight 90
$ipfw queue 101 config pipe 2 weight 60
$ipfw add pipe 1 all from any to 192.168.1.1 in
$ipfw add queue 100 tcp from 192.168.1.1 to any 22 out
$ipfw add queue 100 tcp from 192.168.1.1 to any 80 out
$ipfw add queue 100 udp from 192.168.1.1 to any 53 out
$ipfw add queue 101 all from 192.168.1.1 to any out
Konfigurasi ini akan menghad bandwidth download dan upload dari IP 192.168.1.1 kepada 128Kbps dan memberi
‘priority’ kepada port SSH(22), HTTP(80), dan DNS(53) yang menuju ke luar (pada client).

contoh 2:

$ipfw pipe 1 config bw 128Kbit/s
$ipfw pipe 2 config bw 128Kbit/s
$ipfw queue 100 config pipe 1 weight 90
$ipfw queue 101 config pipe 1 weight 60
$ipfw add queue 100 tcp from any to 192.168.1.1 22 in
$ipfw add queue 100 tcp from any to 192.168.1.1 80 in
$ipfw add queue 101 tcp from any to 192.168.1.1 in
$ipfw add pipe 2 all from 192.168.1.1 to any out
Konfigurasi ini akan menghad bandwidth download dan upload dari IP 192.168.1.1 kepada 128Kbps dan memberi
‘priority’ kepada port SSH(22), HTTP(80), dan DNS(53) yang menuju ke dalam (pada server).
SIAP! Semua konfigurasi DUMMYNET sudah lengkap, dan tibalah masa untuk menguji benda ini. Enjoy!

Sumber : azhax@indofreebsd.or.id

Implementasikan WF2Q+ dengan ipfw

Jika anda ingin menimplementasikan WF2Q+ dengan ipfw di mesin dengan tujuan:

- Sharing bandwidth antar client misalnya untuk ratio 1:4.

- Sharing bandwidth evenly/rata diantara client tersebut (Tapi bukan garansi/CIR).

- Adanya bandwidth peak/burst diantara client jika client yg lain idle.

Sebelumnya pastikan anda running FreeBSD di mesin anda, dengan kompilasi kernel:

     options     DUMMYNET
     options     HZ=1000
     options     IPFW2

Untuk sharing bandwidth dengan ratio 1:4 bisa anda kelompokan client anda dalam satu group misalnya:
- Host A, B, C, D diberi bandwidth rebutan/sharing sebesar 128 Kbit/s,
dengan IP Address:
* Host A : 192.168.0.1/32
* Host B : 192.168.0.2/32
* Host C : 192.168.0.3/32
* Host D : 192.168.0.4/32Asumsi subnet yg anda pilih /24 atau 255.255.255.0, jika anda ingin menggunakan
subnetting juga itu lebih bagus.

Bikin rule di /etc/rc.firewall dan letakan sebelom rule permit/deny:

ipcl_grup01=”192.168.0.0/24{1,2,3,4}”
bw_share01=”128Kbit/s”
bw_down_share01=”128Kbit/s”
bw_up_share01=”64Kbit/s”
ifint=”inside_interface”

# Sample format 1 – Limiting downstream saja.

${fwcmd} add 1 queue 1 ip from any to ${ipcl_group01} out via ${ifint} // Downstream
${fwcmd} queue 1 config weight 50 queue 4 pipe 1 mask dst-ip 0xffffffff
${fwcmd} pipe 1 config queue 4 bw ${bw_down_share01}# Sampel format 2 – Limiting upstream saja.
${fwcmd} add 1 queue 1 ip from ${ipcl_group01} to any in via ${ifint} // Upstream
${fwcmd} queue 1 config weight 50 queue 4 pipe 1 mask src-ip 0xffffffff
${fwcmd} pipe 1 config queue 4 bw ${bw_up_share01}# Sample format 3 – Limiting downstream/upstream menjadi satu flow.

${fwcmd} add 1 queue 1 ip from any to ${ipcl_group01} out via ${ifint} // Downstream
${fwcmd} add 2 queue 1 ip from ${ipcl_group01} to any in via ${ifint} // Upstream
${fwcmd} queue 1 config weight 50 queue 4 pipe 1 mask all
${fwcmd} pipe 1 config queue 4 bw ${bw_share01}# Sample format 4 – Limiting upstream/downstream dengan masing2 flow terpisah.
${fwcmd} add 1 queue 1 ip from any to ${ipcl_group01} out via ${ifint} // Downstream
${fwcmd} add 2 queue 2 ip from ${ipcl_group01} to any in via ${ifint} // Upstream
${fwcmd} queue 1 config weight 50 queue 4 pipe 1 mask dst-ip 0xffffffff
${fwcmd} queue 2 config weight 50 queue 4 pipe 2 mask src-ip 0xffffffff
${fwcmd} pipe 1 config queue 4 bw ${bw_down_share01}
${fwcmd} pipe 2 config queue 4 bw ${bw_up_share01}WF2Q+ merupakan varian dari sistem quering policy, dan jangan lupa setelah di assign
via “queue” mesti terhubung ke “pipe”.

Keterangan:

- queue [Dibagian rule : ${fwcmd} add 1 queue...] : Assign untuk rule WF2Q+.
- weight : Nilei pembanding flow quering (Bukan priority).
Default 1, allow [1 s/d 100].
- queue [Dibagian rule : ${fwcmd} queue 1 config weight 50 queue...] : Ukuran/jumlah dari “queue/slot” sbg pembanding
terhadap jumlah bandwidth. Default 50.
- queue [Dibagian rule : ${fwcmd} pipe 1 config queue...] : Ukuran/jumlah dari “queue/slot” sbg pembanding terhadap
jumlah bandwidth. Default 50
- pipe : Assign rule untuk ukuran bandwidth yg terkoneksi.
- mask dst-ip/src-ip : Digunakan untuk masking IP Address/subneting dan port. “dst-ip” digunakan untuk “downstream”,
“src-ip” digunakan untuk “upstream” dari sample rule diatas (Tergantung dari posisi IP client
/port). 0xffffffff adalah value subnet, sama dengan “0.0.0.0/0″ (Match all IP Address). Untuk
port default “0×0000″ artinya tidak menspesifikan/pembatasan port.Perhitungan:

bw_perclient = (w_client / w_jumlah_) * bw_totalSample diatas perclient mempunyai weight masing2 50, total bw 128 Kbit/s. Katakanlah untuk host A bisa dikalkulasikan sbb:

bw_host_A = (50 / (50*4)) * 128 Kbit/s
= (50 / 200) * 128 Kbit/s
= 32 Kbit/s

Jika semua host aktif maka dummynet akan berusaha membagi rata sejumlah 32 Kbit/s per hostnya. Nah contoh diatas mempunyai weight yg sama besarnya, gimana kalo contohnya begini:

w_host_A = 30
w_host_B = 50
w_host_C = 50
w_host_D = 50

Maka bisa kita kalkulasikan bw yg didapat oleh host A dan host B sbb:

bw_host_A = (30 / (30+50+50+50)) * 128 Kbit/s
= (30 / 180) * 128 Kbit/s
= 21.333 Kbit/s

bw_host_B = (50 / (30+50+50+50)) * 128 Kbit/s
= (50 / 180) * 128 Kbit/s
= 35.55 Kbit/s

Contoh lain:

w_host_A = 10
w_host_B = 20
w_host_C = 30
w_host_D = 40

bw_host_A = (10 / (10+20+30+40)) * 128 Kbit/s
= (10 / 100) * 128 Kbit/s
= 12.8 Kbit/s

bw_host_B = (20 / (10+20+30+40)) * 128 Kbit/s
= (20 / 100) * 128 Kbit/s
= 25.6 Kbit/s

Perhitungan “queue slot”. Dalam hal ini queue di rule diatas adalah 4, maka bisa dikalkulasikan:

bw_perclient = bw_total/slot_queue

Dari sample diatas bisa dihitung untuk host A sbb:

bw_host_A = 128 Kbit/s / 4
= 32 Kbit/s

Jika semua host aktif maka dummynet akan berusaha membagi rata bandwidth 32 Kbit/s per slot-nya (1 slot = 32 Kbit/s).

IMHO, “queue slot” mendingan disesuaikan dengan jumlah client yg share, contoh diatas 1:4 berarti “queue slot”-nya 4.
Jika kita rubah misalnya “queue slot” menjadi 8 slot maka ada kemungkinan host A akan menggunakan lebih dari 1 slot,
artinya bisa cenderung ngerebut slot jatah host lain.

Sample output:
root:~# uname -srnm
FreeBSD gw-core-introuter.kumprang.com 4.10-STABLE i386

root:~# ipfw queue show
00001: 24.000 Kbit/s 0 ms 50 sl. 1 queues (1 buckets) droptail
mask: 0×00 0×00000000/0×0000 -> 0×00000000/0×0000
BKT Prot ___Source IP/port____ ____Dest. IP/port____ Tot_pkt/bytes Pkt/Byte Drp
0 tcp 74.6.68.227/42040 202.146.228.9/80 5535 3192733 0 0 0
00002: 68.000 Kbit/s 0 ms 6 sl. 0 queues (1 buckets) droptail
mask: 0×00 0×00000000/0×0000 -> 0×00000000/0×0000
00003: 36.000 Kbit/s 0 ms 6 sl. 0 queues (1 buckets) droptail
mask: 0×00 0×00000000/0×0000 -> 0×00000000/0×0000
q00001: weight 50 pipe 2 6 sl. 6 queues (64 buckets) droptail
mask: 0×00 0×00000000/0×0000 -> 0xffffffff/0×0000
BKT Prot ___Source IP/port____ ____Dest. IP/port____ Tot_pkt/bytes Pkt/Byte Drp
17 ip 0.0.0.0/0 192.168.1.1/0 81105 53885327 0 0 2960
26 ip 0.0.0.0/0 192.168.1.10/0 121939 96279102 0 0 3719
27 ip 0.0.0.0/0 192.168.1.11/0 134476 96276870 0 0 6141
28 ip 0.0.0.0/0 192.168.1.12/0 35325 17986730 0 0 1243
29 ip 0.0.0.0/0 192.168.1.13/0 43479 35034555 0 0 1247
34 ip 0.0.0.0/0 192.168.1.50/0 154963 152289033 0 0 8521
q00002: weight 50 pipe 3 6 sl. 6 queues (64 buckets) droptail
mask: 0×00 0xffffffff/0×0000 -> 0×00000000/0×0000
BKT Prot ___Source IP/port____ ____Dest. IP/port____ Tot_pkt/bytes Pkt/Byte Drp
12 ip 192.168.1.50/0 0.0.0.0/0 128724 17526438 0 0 211
42 ip 192.168.1.1/0 0.0.0.0/0 71625 8097141 0 0 592
48 ip 192.168.1.12/0 0.0.0.0/0 28546 2747603 0 0 131
50 ip 192.168.1.13/0 0.0.0.0/0 32582 3594117 0 0 29
60 ip 192.168.1.10/0 0.0.0.0/0 102737 10325047 0 0 73
62 ip 192.168.1.11/0 0.0.0.0/0 89624 8851578 0 0 100

Keterangan:
Kolom paling kanan pertanda paket yg sudah di-”drop”, uji gampangnya lihat saja jika kita download gede2an
(pake getright/flashget) pasti banyak yg didrop sesuai dengan perhitungan diatas. Dan silahkan coba download dengan
cara dilimit di client (pake getright/flashget misalnya) sesuei dengan perhitungan diatas, nah gimana hasilnya tuh .

Sistem kerjanya, andaikata host A menggunakan bandwidth melebihi kapasitas sharing bandwidth bedasarkan perhitungan
diatas dan host B pada saat bersamaan mulai ngeload bandwidth (katakanlah mulai ngeclick browser) maka host A akan
didrop secara random untuk memberikan kesempatan kepada host B sampai kedudukannya seimbang (katakanlah jika bandiwidth
128 Kbit/s maka host A akan mendapatkan 64 Kbit/s dan host B akan mendapatkan 64 Kbit/s), dan ketika host B tidak
ngeload bandwidth (idle) maka host A akan mendapatkan bandwidth 128 Kbit/s kembali.

Salam,

Sumber : budsz@bdg.centrin.net.id