SQM队列管理
SQM队列管理

SQM队列管理


在 OpenWrt 软路由中使用 SQM（Smart Queue Management，智能队列管理）时，选择合适的规则（即队列调度算法和脚本）取决于你的网络需求和使用场景。SQM 的主要目标是减少缓冲区膨胀（bufferbloat），优化延迟和带宽分配。以下是常见的规则推荐及适用场景分析：

常用队列调度算法（Queue Discipline）

1. fq_codel（Fair Queuing Controlled Delay） 
    fq_codel（公平排队受控延迟）
   
    - 特点：这是 SQM 的默认算法，结合了公平队列（FQ）和控制延迟（CoDel）技术，能够有效减少延迟并公平分配带宽。
       
    - 优点：配置简单，对大多数家庭网络足够，适用于带宽较低或中等（比如 100Mbps 以下）的场景。
       
    - 缺点：在高带宽或复杂流量（如多用户、多任务）场景下，可能不够精细。
       
2. cake（Common Applications Kept Enhanced） 
    cake（常见应用不断增强）
   
    - 特点：cake 是 fq_codel 的升级版，集成了更多功能，比如更好的带宽整形、差分服务（DiffServ）支持和更强的抗缓冲区膨胀能力。
       
    - 优点：适合现代高速网络（比如 100Mbps 以上甚至千兆网络），能更智能地处理复杂流量，提供更低的延迟和更高的公平性。
       
    - 缺点：对硬件性能要求稍高，可能需要更仔细的参数调整。
       

常用脚本（Queue Setup Script）

1. piece_of_cake.qos
   
    - 特点：最简单的 SQM 脚本，通常搭配 cake 或 fq_codel 使用，专注于基本的带宽整形和延迟控制。
       
    - 推荐场景：适合单用户或简单家庭网络，配置几乎无需调整，填入上下行带宽即可。
       
    - 建议：如果你是初学者或网络需求不复杂，这是最佳起点。
       
2. layer_cake.qos
   
    - 特点：更高级的脚本，支持基于 DSCP（差分服务代码点）的流量优先级分类，能区分不同类型的流量（如游戏、视频、下载等）。
       
    - 推荐场景：适合多用户或混合流量场景，比如家里有人玩游戏、看视频，同时还有大流量下载（BT/PT）。
       
    - 建议：如果你需要更细致的控制（比如优先保障游戏延迟），可以选择这个脚本，但需要了解 DSCP 配置。
       

如何选择“最好”的规则？

以下是根据常见场景的推荐：

- 简单家庭网络（带宽 < 100Mbps，无复杂需求）：
   
    - 队列算法：fq_codel
       
    - 脚本：piece_of_cake.qos
       
    - 理由：配置简单，性能要求低，能有效控制延迟，适合大多数普通用户。
       
- 高速网络（带宽 ≥ 100Mbps，或千兆网络）：
   
    - 队列算法：cake
       
    - 脚本：piece_of_cake.qos
       
    - 理由：cake 在高带宽下表现更优，能充分利用带宽，同时保持低延迟。
       
- 多用户或复杂流量（游戏 + 下载 + 流媒体）：
   
    - 队列算法：cake
       
    - 脚本：layer_cake.qos
       
    - 理由：支持流量分类，能优先保障对延迟敏感的应用（如游戏、语音），同时限制大流量任务（如 BT 下载）的干扰。
       

配置建议

1. 带宽设置：
   
    - 在 SQM 的“Basic Settings”中，下载和上传速度建议设置为实际带宽的 80%-95%。比如，100Mbps 下行就填 80,000-95,000 kbps，30Mbps 上行填 24,000-28,500 kbps。
       
    - 为什么要打折？避免超出实际带宽导致 SQM 失效。
       
2. 接口选择：
   
    - 通常选择 WAN 接口（比如 eth0 或 pppoe-wan，视你的网络类型而定）。
       
3. 链路层适配（Link Layer Adaptation）：
   
    - 如果是 PPPoE 接入，选择“Ethernet with overhead”并设置适当的开销值（通常 8-44 字节，具体取决于 ISP）。
       
    - 如果是光纤直连，可以保持默认。
       

我的推荐

综合来看，cake + piece_of_cake.qos 是目前最通用的选择。它简单易用，同时在大多数场景下表现优异。如果你的软路由硬件性能较好（比如 x86 架构或高性能 ARM 设备），直接用这个组合几乎不会出错。若有特殊需求（如游戏优先），再考虑切换到 layer_cake.qos 并调整 DSCP 规则。

你可以用这个配置试试，然后根据实际体验（比如用 ping 测试延迟或跑速测试）微调。

用Wireshark分析数据包，并确定链路层适配值
用Wireshark 分析数据包，并确定链路层适配值

使用 Wireshark 查看实际数据包的头部大小需要抓取网络流量并分析数据包的结构。以下是具体步骤，帮助你在 PPPoE 接入场景下确认头部开销：

步骤 1：抓包准备

  1. 安装 Wireshark：

    • 在你的电脑上安装 Wireshark（官网：https: //www.wireshark.org/），或者如果你的 OpenWrt 软路由支持，可以直接在路由器上安装（需要安装 tcpdump 或 wireshark 包，但通常硬件性能有限，建议在电脑上操作）。

  2. 选择抓包接口：

    • 如果在电脑上抓包，连接到软路由的 LAN 口，确保流量经过路由器。
    • 打开 Wireshark，选择正确的网络接口（比如连接路由器的网卡，通常是 Ethernet 或 Wi-Fi 接口）。
    • 如果在路由器上抓包，SSH 登录路由器，使用 tcpdump 命令抓取 WAN 接口流量，例如： 

      tcpdump -i eth1 -w capture.pcap
    • 通常在路由器的目录/root中，会生成capture.pcap。
      然后将 capture.pcap 文件传输到电脑，用 Wireshark 打开。

步骤 2：打开抓包文件

  1. 启动 Wireshark。

  2. 导入 pcap 文件：

    • 点击菜单栏的 File -> Open，选择你从路由器传输过来的 capture.pcap 文件。
    • 文件加载后，你会看到数据包列表。

步骤 3：查看数据包是否包含FCS(帧校 验序列),

展 开最上面的frame项，查看Protocols in frame子项。例如[Protocols in frame: eth:ethertype:pppoes:ppp:ip:tcp]则表明抓取的这个数据包中没有包含FCS。

步骤 4：分析数据包结构

  1. 展开链路层相关部分：

    • Wireshark 会按层级显示数据包内容，重点关注以下部分：
      • Ethernet II（以太网帧）：
        • 展 开此层，查看：
          • Destination MAC（6 字节）
            目标 MAC（6 字节）
          • Source MAC（6 字节）
          • Type（2 字节，通常是 0x8864 表示 PPPoE）
          • 长度：固定 14 字节。
        • 检 查是否有 VLAN：
          • 如果 Type 是 0x8100（VLAN），会多出一个 4 字节的 VLAN Tag（包含优先级和 VLAN ID）。
      • PPPoE （Point-to-Point Protocol over Ethernet）：

        • 展 开 Point-to-Point Protocol over Ethernet Session：
          • Version（1 字节）
            版本（1 字节）
          • Type（1 字节）
          • Code（1 字节，通常是 0x00 表示会话数据）
          • Session ID（2 字节）
            会话 ID（2 字节）
          • Length（2 字节）
          • 长度：固定 8 字节。
      • PPP （Point-to-Point Protocol）：

        展开此层，通常是 2-4 字节（协议字段，如 0x0021 表示 IPv4）。
    • FCS （帧校验序列）：
      • 以太网帧末尾的 4 字节校验字段，Wireshark 默认不显示，但实际存在。

  2. 计算链路层开销：

    链路层开销通常包括从物理层到数据链路层的头部，即 Ethernet II + PPPoE + PPP 的总和：

    • Ethernet II：14 bytes
    • PPPoE：6 bytes
    • PPP：2 bytes

    链路层开销 = 14 + 6 + 2 = 22 bytes

步骤 5：验证链路层开销值

验 证链路层开销值，可以用另一种方法：记录Frame的值(比如86)；展开Internet Protocol Version 4，找到值Total Length记录数据(比如64)；Frame-Internet Protocol Version 4=86-64=22


步骤 6：因为数据包中没有包含FCS(步 骤 2中的说明)。openwrt中的“单 个数据包开销(bytes)” 它指的是包含FCS呢还是不包含FCS呢？不确定的情况下，可以先试填22。如果值22的延迟偏高则改为22+4=26。

可 以SpeedTest测试网速，比 较22和26，哪个网络顺畅、延迟低则选哪个。

_____________________________________________________________________________________________________________________________________



实际操作步骤



1.


           Converted Image

2.

Openwrt安装tcpdump，运行命令 tcpdump -i eth1 -w capture.pcap 抓取PPPoE数据包：

           Converted Image

3.

将capture.pcap导入到Wireshark中分析：
 
           Converted Image


           Converted Image


           Converted Image

4.

根据 Ethernet II(14) + PPPoE(6) + PPP(2) = 22  字节 。
如 果加上FCS则为：Ethernet II(14) + PPPoE(6) + PPP(2) + FCS(4) = 26  字节


5.


           Converted Image

验证计算 ： "Frame" - "Internet Protocol Version 4" = 86 - 64 = 22 字 节
如果加上FCS则为 ：22 + FCS(4) = 26  字节

6.


OpenWrt系统中，SQM的链路层单个数据包开销值：


           Converted Image 



Converted Image