怎样用Netfilter/IPtables控制P2P流量 - 网络安全

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：
<CENTER><ccid_nobr>
<table width="400" border="1" cellspacing="0" cellpadding="2" 
 bordercolorlight = "black" bordercolordark = "#FFFFFF" align="center">
<tr>
    <td bgcolor="e6e6e6" class="code" style="font-size:9pt">
    <pre><ccid_code>
#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

#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）。

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2007-06-24

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