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Netfilter的rpfilter技术-Linux的uRPF

作为IP路由的一种补充,uRPF(单播反向路径转发)可谓非常有用,它认证了IP数据报的源地址,在一定程度了保护了网络的安全,比如有效防止了洪泛攻击。然而直到Linux内核的2.6的高版本版本,Linux只能实现严格的uRPF,这是由fib_validate_source函数来完成的,具体配置在/proc/sys/net/ipv4/conf/$dev/rp_filter,对于Cisco上很简单的松散的uRPF,Linux却无能为力,kernel 2.6的高版本可以为/proc/sys/net/ipv4/conf/$dev/rp_filter设置3个值,分别为不检查,严格uRPF,松散uRPF。kernel 3.3增加了rpfilter机制,将uRPF从协议栈移到了Netfilter,使得Linux可以在协议栈之外实现严格/松散uRPF,然而即便如此,对于VRF(虚拟路由转发),Linux还是没有实现,不过在rpfilter的基础上,这个VRF的实现应该很简单。


反向路由查找并非那么简单,因为需要考虑策略路由的问题,这一切从何道来呢?rpfilter技术作用在Netfilter的PREROUTING这个HOOK点上,这是合理的,因为必须在标准路由之前进行反向路径查询,以保证没有任何数据从被拒绝的反向路径发出,这里主要是为了禁止ICMP包的回发,然而在PREROUTING这个点上,目标网卡是不知道的,因此也就不能像标准路由中的fib_validate_source那样设置flowi4的iif,既然rpfilter的目的只是裁决一下反向路径的出口,那么其入口就是无关紧要的了,并且我们知道,本机loopback口的通信是可信的,那么就将反向路径查询中的flowi4的iif设置成loopback即可,然而这还有问题,那就是策略路由的问题了,如果我们不查找策略路由表,就会漏掉在策略路由表中的条目而导致正向包被丢弃,而如果想查找策略路由表,由于我们将iif设置成了loopback,就可能会因为rule的iif不匹配而错过:


  1. static int fib_rule_match(struct fib_rule *rule, struct fib_rules_ops *ops,  

  2.                            struct flowi *fl, int flags)  

  3. {  

  4.          int ret = 0;  

  5.          if (rule->iifindex && (rule->iifindex != fl->flowi_iif))  

  6.                  goto out;  

  7.          if (rule->oifindex && (rule->oifindex != fl->flowi_oif))  

  8.                  goto out;  

  9.          if ((rule->mark ^ fl->flowi_mark) & rule->mark_mask)  

  10.                  goto out;  

  11.          ret = ops->match(rule, fl, flags);  

  12. out:  

  13.          return (rule->flags & FIB_RULE_INVERT) ? !ret : ret;  

  14. }  

策略路由中的FIB_RULE_INVERT标志和rpfilter中的XT_RPFILTER_INVERT标志是相互独立的两个取反标志,然而代表的含义基本一致,这可以让我们配置出各种组合,www.linuxidc.com 也就是说,你可能需要单独的配置一些针对正方向策略路由的反方向策略路由,是不是有点VRF的意思啊!


rpfilter的核心代码如下:


1.match函数:


  1. static bool rpfilter_mt(const struct sk_buff *skb, struct xt_action_param *par)  

  2. {  

  3.        const struct xt_rpfilter_info *info;  

  4.        const struct iphdr *iph;  

  5.        struct flowi4 flow;  

  6.        bool invert;  

  7.   

  8.        info = par->matchinfo;  

  9.        invert = info->flags & XT_RPFILTER_INVERT;  

  10.   

  11.        if (par->in->flags & IFF_LOOPBACK)  

  12.                return true ^ invert;  

  13.   

  14.        iph = ip_hdr(skb);  

  15.        if (ipv4_is_multicast(iph->daddr)) {  

  16.                if (ipv4_is_zeronet(iph->saddr))  

  17.                        return ipv4_is_local_multicast(iph->daddr) ^ invert;  

  18.                flow.flowi4_iif = 0;  

  19.        } else {  

  20.                flow.flowi4_iif = dev_net(par->in)->loopback_dev->ifindex;  

  21.        }  

  22.   

  23.        flow.daddr = iph->saddr;  

  24.        flow.saddr = rpfilter_get_saddr(iph->daddr);  

  25.        flow.flowi4_oif = 0;  

  26.        flow.flowi4_mark = info->flags & XT_RPFILTER_VALID_MARK ? skb->mark : 0;  

  27.        flow.flowi4_tos = RT_TOS(iph->tos);  

  28.        flow.flowi4_scope = RT_SCOPE_UNIVERSE;  

  29.   

  30.        return rpfilter_lookup_reverse(&flow, par->in, info->flags) ^ invert;  

  31. }  

2.路由查找以及结果判断逻辑:


  1. static bool rpfilter_lookup_reverse(struct flowi4 *fl4,  

  2.                                const struct net_device *dev, u8 flags)  

  3. {  

  4.        struct fib_result res;  

  5.        bool dev_match;  

  6.        struct net *net = dev_net(dev);  

  7.        int ret __maybe_unused;  

  8.   

  9.        if (fib_lookup(net, fl4, &res))  

  10.                return false;  

  11.   

  12.        if (res.type != RTN_UNICAST) {  

  13.                if (res.type != RTN_LOCAL || !(flags & XT_RPFILTER_ACCEPT_LOCAL))  

  14.                        return false;  

  15.        }  

  16.        dev_match = false;  

  17. #ifdef CONFIG_IP_ROUTE_MULTIPATH  

  18.        for (ret = 0; ret < res.fi->fib_nhs; ret++) {  

  19.                struct fib_nh *nh = &res.fi->fib_nh[ret];  

  20.   

  21.                if (nh->nh_dev == dev) {  

  22.                        dev_match = true;  

  23.                        break;  

  24.                }  

  25.        }  

  26. #else  

  27.        if (FIB_RES_DEV(res) == dev)  

  28.                dev_match = true;  

  29. #endif  

  30.        if (dev_match || flags & XT_RPFILTER_LOOSE)  

  31.                return FIB_RES_NH(res).nh_scope <= RT_SCOPE_HOST;  

  32.        return dev_match;  

  33. }  
虽然基于Netfilter的rpfilter比内置的源地址判断更合理,但是由于Linux协议栈以及Netfilter本身的机制,还是有一些副作用的。

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