Linux防火墙对P2P流量的限制

 

　　一则报道说尽管某宽带公司现有技术可以容纳的网络用户容量为400至600万用户，可是目前，在容纳了45万用户的情况下，网络已经拥挤不堪，时常出现断网情况，一到上网高峰，网速就会急剧下降。

　　为何网络会如此拥挤不堪？这是因为自从出现诸如电驴、Kazaa、BT等P2P软件之后，海量的数据文件（如大容量文件交换、视频文件下载等）逐渐占据了大部分的网络带宽。P2P这一新应用给用户带来了前所未有的方便和丰富的资源，但同时也引发了网络带宽和安全问题。

　　如何在发挥P2P强大功能的情况下对其进行一些必要的限制呢？本文将介绍在Linux中如何利用netfilter/iptables实现对P2P应用流量的限制。

　　升级内核

　　由于在公开发布的Linux内核文件中，有关iptables的各种参数里没有关于P2P属性的参数，所以必须通过升级Linux内核和iptables来打上这个补丁，使其支持P2P属性设置。

　　在具体操作之前，先要了解一下升级内核补丁需要的一些相关软件：linux-2.4.20-8.tar.gz、patch-o-matic-20040609.tar.bz2、iptables-1.2.8.tar.bz2、iptables-p2p-0.3.0a.tar.gz和ipp2p-0.5c.tar.gz。

　　这里的测试环境为Red Hat 9.0，内核为2.4.20-8。由于2.4.*是一个稳定的内核，因此不能把当前开发的一些新功能提交到主内核中去，而只能首先在patch-o-matic中测试，然后打补丁到内核中。在CVS中可以找到最新的patch-o-matic包—Patch-o-matic-20040609.tar.bz2。

　　有了内核支持后，还需要iptables支持，其中iptables-p2p-0.3.0a.tar.gz为netfilter/iptables组织开发的专门支持P2P的iptables扩展软件包；ipp2p-0.5c.tar.gz为Eicke Friedrich开发的一个支持P2P的iptables扩展包。这两个扩展包各有特色，后面将会分别介绍。

　　装载模块

　　首先在/usr/src下解压软件包：

　　#bzip2 -d patch-o-matic-20040609.tar.bz2

　　生成patch-o-matic-20040609.tar.out。

　　#tar xvf patch-o-matic-20040609.tar.out

　　生成补丁目录patch-o-matic-20040609。Red Hat 9.0中默认的内核目录为/usr/src/linux-2.4。进入补丁目录/usr/src/patch-o-matic-20040609，由于支持P2P协议控制选项需要CONNMARK模块，该模块在extra子目录下，因此需要运行如下命令来升级内核补丁。

　　#KERNEL_DIR=/usr/src/linux-2.4 ./runme extra

　　运行该命令后会出现一个模块选择界面，界面有两个区域，一个给出相关的模块名、模块功能、用法和语法实例；另一个给出各种选项，如N/y/b/r.../q/?，其中第一个为大写字母，表示缺省选项，n表示下一个模块，y表示确定，b表示上一个模块，q表示退出。

　　首先应该确定当前的模块是否需要，不需要就按“N”键后回车，继续显示下一个模块的相关信息。当出现需要的模块时，按“Y”键确认，同时应该将里面的相关语法实例抄录下来以备用。选择完所有需要的模块后，按“Q”键退出。

　　编译内核

　　进入内核文件所在目录/usr/src/linux-2.4，开始编译内核：

　　#make mrproper

　　#make xconfig（或#make menuconfig）

　　注意，在配置选项中必须选择Networking options→IP:Netfilter Configuration→Connection mark tracking support和CONNMARK target support两个选项。确保关键文件在正确位置：

　　#make dep

　　编译大内核：

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　#make bzImage

　　

　　编译选择的模块：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#make modules

　　

　　将编译后的模块转移到系统标准位置：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#make modules_install

　　

　　让系统自动修改启动配置文件grub.conf：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#make install

　　

　　重新启动系统，选择Red Hat Linux（2.4.20-8custom）选项，则启动了新编译的内核。

　　

　　升级iptables

　　

　　安装iptables-1.2.8

　　

　　首先解压iptables-1.2.8.tar.bz2文件：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#bzip2 -d iptables-1.2.8.tar.bz2

　　#tar xvf iptables-1.2.8.tar.out

　　

　　编译iptables-1.2.8：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#make KERNEL_DIR=/usr/src/linux-2.4

　　#make install KERNEL_DIR=/usr/src/linux-2.4

　　#make install-devel

　　

　　拷贝可执行文件到相应目录：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#cp iptables iptables-save iptables-restore /sbin

　　

　　安装iptables-p2p软件

　　

　　首先解压iptables-p2p-0.3.0a.tar.gz：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#tar zxvf iptables-p2p-0.3.0a.tar.gz

　　#cd iptables-p2p-0.3.0a

　　

　　拷贝iptables-1.2.8的头文件到适当的目录：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#cp -a /usr/src/iptables-1.2.8/include/* /usr/include

　　

　　运行“make”编译iptables-p2p，并拷贝相关文件到相应的目录：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#make

　　#cp kernel/ipt_p2p.o /lib/modules/2.4.20-8custom/kernel/net/ipv4/netfilter/

　　#cp iptables/libipt_p2p.so /lib/iptables/

　　

　　安装ipp2p软件

　　

　　首先修改Makefile文件中的源目录、内核目录和netfilter版本号，将以下内容：

　　

　　

　　

　　

　　

　　IKERNEL = -I/usr/src/linux/include

　　IUSER = -I/usr/src/iptables-1.2.7a/include

　　NETFILTER_VERSION = \"1.2.7a\"

　　

　　改为：

　　

　　

　　

　　

　　

　　IKERNEL = -I/usr/src/linux-2.4/include

　　IUSER = -I/usr/src/iptables-1.2.8/include

　　NETFILTER_VERSION = \"1.2.8\"

　　

　　编译软件，并拷贝库文件到相应的目录：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#make

　　#cp libipt_ipp2p.so /lib/iptables

　　

　　装入模块：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#insmod ipt_ipp2p

　　

　　应用和检测P2P限制功能

　　

　　iptables-p2p的应用

　　

　　1．iptables-p2p目前支持如下协议：

　　

　　◆ FastTrack（KaZaa、Grokster......）

　　◆ eDonkey（eDonkey、eMule......）

　　◆ Direct Connect

　　◆ Gnutella（regular clients and Shareaza's gnutella 2）

　　◆ BitTorrent

　　◆ OpenFT（giFT）

　　

　　需要安装CONNMARK模块，通过CONNMARK模块的标记包来使用iptables-p2p。

　　

　　2．通过-help参数获取帮助：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#iptables -m p2p -help

　　……

　　P2P match v0.3.0a options:

　　--p2p-protocol [!] protocol[,...]

　　--p2p ...

　　match application-layer protocol（匹配的应用层协议）

　　Valid p2p protocols:（P2P支持的有效协议如下：）

　　fasttrack

　　gnutella

　　edonkey

　　dc

　　bittorrent

　　openft

　　

　　iptables-p2p模块通过-m p2p参数来实现对所有已知P2P连接请求的识别。注意，-m p2p只能识别P2P类型的连接请求，不能识别所有的P2P包，可以通过--p2p-protocol子参数来识别P2P的各种已知协议类型。

　　

　　3．应用实例

　　

　　

　　

　　

　　

　　#iptables -A FORWARD -m p2p -j DROP

　　

　　阻塞网络上所有的P2P连接请求。

　　

　　

　　

　　

　　

　　#iptables -A FORWARD -m p2p --p2p-protocol fasttrack,bittorrent -j DROP

　　

　　阻塞网络上fasttrack和bittorrent协议连接请求。

　　

　　在实际使用过程中必须和CONNMARK目标结合起来，然后通过tc过滤才能真正对所有P2P包进行限制。更多的信息可以参考example/limit-p2p.sh的实例脚本。

　　

　　ipp2p的应用

　　

　　1．ipp2p目前支持如下Linux内核和iptables版本：

　　

　　◆ Linux-Kernels 2.6：2.6.3

　　◆ Linux-Kernels 2.4：2.4.18、2.4.19、2.4.20、2.4.21、2.4.22、2.4.23

　　◆ iptables（www.netfilter.org）1.2.7a、1.2.8、1.2.9

　　

　　2．获取ipp2p帮助

　　

　　

　　

　　

　　

　　# iptables -m ipp2p --help

　　……

　　IPP2P v0.5c options:

　　--ipp2pGrab all known p2p packets

　　（抓所有已知的P2P包）

　　--ipp2p-dataGrab all known p2p data packets

　　（抓所有已知P2P数据包）

　　--edkGrab all known eDonkey/eMule/Overnet packets

　　（抓所有已知的eDonkey/eMule/Overnet类型的包）

　　--edk-dataGrab all eDonkey/eMule/Overnet data packets

　　（抓所有已知的eDonkey/eMule/Overnet数据包）

　　--dcGrab all known Direct Connect packets

　　（抓所有已知的直接连接包）

　　--dc-dataGrab all Direct Connect data packets

　　（抓所有已知的直接连接数据包）

　　--kazaaGrab all KaZaA packets

　　（抓所有KaZaA包）

　　--kazaa-dataGrab all KaZaA data packets

　　（抓所有KaZaA数据包）

　　--gnuGrab all Gnutella packets

　　（抓所有Gnutella包）

　　--gnu-dataGrab all Gnutella data packets

　　（抓所有Gnutella数据包）

　　--bitGrab all BitTorrent packets (beta - handle with care)

　　（抓所有BitTorrent包）

　　--appleGrab all AppleJuice packets (beta - handle with care)

　　（抓所有AppleJuice包）

　　--soulSoulSeek (beta - handle with care)

　　（SoulSeek类型的包）

　　……

　　

　　3．应用实例

　　

　　ipp2p只能识别P2P连接请求，而不能识别所有P2P包，因此也必须和CONNMARK目标结合在一起使用，目前只支持TCP协议标示。下面来看一个实例。

　　

　　

　　

　　

　　

　　#iptables -A PREROUTING -t mangle -p tcp -j CONNMARK --restore-mark

　　

　　上面代码表明从CONNMARK目标中恢复标记。

　　

　　

　　

　　

　　

　　#iptables -A PREROUTING -t mangle -p tcp -m mark ! --mark 0 -j ACCEPT

　　

　　上面代码表明接收所有非0的标记包。

　　

　　

　　

　　

　　

　　#iptables -A PREROUTING -t mangle -p tcp -m ipp2p --ipp2p -j MARK --set-mark 1

　　

　　上面代码表明将ipp2p连接标记为“1”。

　　

　　

　　

　　

　　

　　#iptables -A PREROUTING -t mangle -p tcp -m mark --mark 1 -j CONNMARK --save-mark

　　

　　上面代码表明保存所有标记为“1”的包到CONNMARK目标中。通过上面设置得到的结果是，每一个标示为P2P连接的包被标记成“1”，然后再通过tc过滤，执行下面的操作：

　　

　　

　　

　　

　　

　　#tc filter add dev eth0 parent 1:0 protocol ip prio 4 handle 1 fw classid 1:11

　　#tc filter add dev eth1 parent 2:0 protocol ip prio 4 handle 1 fw classid 2:11

　　

　　使用HTB和过滤，将所有标记为“1”的包放到每一个设备类中，通过对这些设备类的限制来达到对P2P连接带宽的限制。更多的信息可以参考http://rnvs.informatik.uni-leipzig.de/ipp2p/。

　　

　　应用效果

　　

　　笔者在单位防火墙上应用了iptables-p2p和ipp2p配置，对P2P的FastTrack协议进行限制后，用贪婪BT（ABC）进行测试，取得了理想的效果，能有效地限制P2P通信如图1）。