Was versteht man unter Ingress QoS Mapping bei OpenWrt und wie wird es konfiguriert?

1. Einführung in Ingress QoS und dessen Bedeutung
2. Grundlagen des QoS Mappings bei OpenWrt
3. Technische Umsetzung des Ingress QoS Mappings in OpenWrt
4. Praktische Konfiguration am Beispiel
5. Limitierungen und Besonderheiten bei Ingress QoS
6. Fazit

Einführung in Ingress QoS und dessen Bedeutung

Ingress QoS (Quality of Service) bezieht sich auf die Steuerung und Priorisierung des eingehenden Datenverkehrs auf einem Netzwerkgerät. Während traditionelle QoS-Methoden meist den ausgehenden Verkehr regeln, ist das Ingress QoS Management besonders wichtig, um Überlastungen am Eingangsinterface zu verhindern und sicherzustellen, dass wichtige Anwendungen auch bei hohem Datenaufkommen eine angemessene Bandbreite erhalten. OpenWrt, eine flexibel anpassbare Linux-basierte Firmware für Embedded Router, bietet verschiedene Mechanismen, um Ingress QoS zu implementieren und den eingehenden Datenstrom effektiv zu klassifizieren und zu priorisieren.

Grundlagen des QoS Mappings bei OpenWrt

Das QoS Mapping umfasst das Zuweisen von Prioritäten zu bestimmten Datenpaketen basierend auf verschiedenen Kriterien wie IP-Adressen, Protokollen, VLAN-Tags oder DSCP-Werten (Differentiated Services Code Point). OpenWrt nutzt hierfür unterschiedliche Tools und Kernelmodule, um die Datenpakete beim Eintreffen zu erkennen und entsprechend zu behandeln. Insbesondere bei Ingress-Verkehr ist es eine Herausforderung, da der Verkehr bereits in das Netzwerk eingetreten ist und nur durch das sogenannte "Policing" oder "Shaping" auf der Eingangsseite kontrolliert werden kann.

Technische Umsetzung des Ingress QoS Mappings in OpenWrt

In OpenWrt erfolgt das Ingress QoS Mapping meist über das Linux Traffic Control System, das mit dem tc-Befehl gesteuert wird. Hierbei wird oft ein sogenanntes ifb-Interface (Intermediate Functional Block) genutzt, um den eingehenden Verkehr virtuell umzuleiten und dort zu formen. Durch das Umleiten des Datenstroms auf ein internes Interface kann man Shaping-Regeln anwenden, die ansonsten nur auf ausgehenden Daten wirkungsvoll wären.

Zunächst wird das ifb-Modul geladen und ein ifb-Interface eingerichtet. Anschließend wird mit tc ein Filter auf das physische Eingangsinterface gesetzt, der den eingehenden Verkehr auf das ifb-Device umleitet. Dort können mittels Class-Based Queuing (CBQ), Hierarchical Token Bucket (HTB) oder anderen Scheduler-Modulen Pakete klassifiziert und priorisiert werden. Zusätzlich können mit tc Filter unterschiedlicher Merkmale (z.B. DSCP-Markierungen, Portnummern) gezielt behandelt werden.

Praktische Konfiguration am Beispiel

modprobe ifbip link set dev ifb0 uptc qdisc add dev eth0 ingress

tc filter add dev eth0 parent ffff: protocol ip u32 match u32 0 0 action mirred egress redirect dev ifb0

tc filter add dev eth0 parent ffff: protocol ip u32 match u32 0 0 action mirred egress redirect dev ifb0

Danach lässt sich auf ifb0 ein egress-qdisc (z.B. HTB) definieren, um den eingehenden Verkehr zu limitieren oder zu priorisieren:

Filter werden danach hinzugefügt, um bestimmten Traffic den jeweiligen Klassen zuzuweisen, z.B. nach Quelle, Ziel oder DSCP.

Limitierungen und Besonderheiten bei Ingress QoS

Während das Mapping und Shaping von Ingress-Verkehr mit ifb-Interfaces in OpenWrt möglich ist, gibt es einige Einschränkungen. Zum einen kann das Policing auf der Eingangsseite nie so granular und zuverlässig sein wie die Steuerung des eigenen ausgehenden Verkehrs, da der Router bereits die Pakete empfangen hat und mit eventuell ankommender Überlast zu kämpfen hat. Außerdem benötigt die Konfiguration gute Kenntnisse über die Traffic-Struktur und die eingesetzten Anwendungen, um sinnvolle Filter und Klassen zu definieren.

Zudem sollte man die Performance im Auge behalten, insbesondere auf ressourcenlimitierten Hardwareplattformen, da umfangreiche tc-Regeln und Filter CPU-Leistung beanspruchen.

Fazit

Das Ingress QoS Mapping in OpenWrt ist eine wichtige Methode, um den eingehenden Datenverkehr kontrolliert zu behandeln und Netzwerkressourcen effizient zu verteilen. Durch den Einsatz von ifb-Interfaces und Traffic Control können Administratoren Prioritäten setzen und sicherstellen, dass wichtige Anwendungen auch bei hoher Netzwerkbelastung stabil funktionieren. Die Konfiguration erfordert jedoch ein gutes Verständnis von Linux-Netzwerktechniken und ein genaueres Kennen der eigenen Trafficprofile. OpenWrt bietet mit seinen flexiblen Tools dafür eine ausgezeichnete Plattform.