Настройка IP Accounting

Учет по адресам

Давайте на примере покажем, как мы использовали бы учет IP.

Допустим, у нас есть Linux-роутер, который обслуживает два департамента Virtual Brewery. Он имеет два устройства Ethernet, eth0 и eth1, по одному на департамент, и одно устройство PPP, ppp0, для связи через быстродействующую последовательную связь с университетским городком Groucho Marx University.

Для составления счетов мы хотим знать общее количество трафика, сгенерированного каждым из отделов по последовательной связи, и для целей управления мы хотим знать общий трафик между двумя отделами.

Следующая таблица показывает используемые нами адреса и интерфейсы:

Для ответа на вопрос, сколько данных каждый отдел передает по PPP, мы могли бы использовать правило, которое напоминает:

# ipfwadm -A both -a -W ppp0 -S 172.16.3.0/24 -b
# ipfwadm -A both -a -W ppp0 -S 172.16.4.0/24 -b

# ipchains -A input -i ppp0 -d 172.16.3.0/24
# ipchains -A output -i ppp0 -s 172.16.3.0/24
# ipchains -A input -i ppp0 -d 172.16.4.0/24
# ipchains -A output -i ppp0 -s 172.16.4.0/24

# iptables -A FORWARD -i ppp0 -d 172.16.3.0/24
# iptables -A FORWARD -o ppp0 -s 172.16.3.0/24
# iptables -A FORWARD -i ppp0 -d 172.16.4.0/24
# iptables -A FORWARD -o ppp0 -s 172.16.4.0/24

Первая половина каждого набора правил задает подсчет всех данных, передаваемых по интерфейсу ppp0 с исходным адресом или адресом назначения 172.16.3.0/24. Здесь полезна опция -b в ipfwadm и iptables. Вторая половина каждого набора правил задает то же самое, но для второй сети Ethernet.

Для ответа на вопрос, сколько трафика проходит между департаментами, нужно правило, которое выглядит следующим образом:

# ipfwadm -A both -a -S 172.16.3.0/24 -D 172.16.4.0/24 -b

# ipchains -A forward -s 172.16.3.0/24 -d 172.16.4.0/24 -b

# iptables -A FORWARD -s 172.16.3.0/24 -d 172.16.4.0/24
# iptables -A FORWARD -s 172.16.4.0/24 -d 172.16.3.0/24

Учет по портам сервисов

Предположим, мы хотим также знать, какой именно трафик преобладает на связи через PPP. Например, надо выяснить, сколько данных проходит по протоколам FTP, smtp и World Wide Web.

Для сбора этой информации пригоден такой скрипт с правилами:

#!/bin/sh
# Collect FTP, smtp and www volume statistics for data carried on our
# PPP link using ipfwadm
#
ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P tcp -S 0/0 ftp ftp-data
ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P tcp -S 0/0 smtp
ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P tcp -S 0/0 www

#!/bin/sh
# Collect ftp, smtp and www volume statistics for data carried on our
# PPP link using ipchains
#
ipchains -A input -i ppp0 -p tcp -s 0/0 ftp-data:ftp
ipchains -A output -i ppp0 -p tcp -d 0/0 ftp-data:ftp
ipchains -A input -i ppp0 -p tcp -s 0/0 smtp
ipchains -A output -i ppp0 -p tcp -d 0/0 smtp
ipchains -A input -i ppp0 -p tcp -s 0/0 www
ipchains -A output -i ppp0 -p tcp -d 0/0 www

#!/bin/sh
# Collect ftp, smtp and www volume statistics for data carried on our
# PPP link using iptables.
#
iptables -A FORWARD -i ppp0 -m tcp -p tcp --sport ftp-data:ftp
iptables -A FORWARD -o ppp0 -m tcp -p tcp --dport ftp-data:ftp
iptables -A FORWARD -i ppp0 -m tcp -p tcp --sport smtp
iptables -A FORWARD -o ppp0 -m tcp -p tcp --dport smtp
iptables -A FORWARD -i ppp0 -m tcp -p tcp --sport www
iptables -A FORWARD -o ppp0 -m tcp -p tcp --dport www

Здесь есть пара интересных свойств. Во-первых, мы определили протокол. Когда мы определяем порты в наших правилах, мы должны также определить протокол потому, что TCP и UDP имеют отдельные наборы портов. Так как все эти услуги основаны на TCP, мы определяем именно этот протокол. Во-вторых, мы определили два сервиса, ftp и ftp-data в одной команде. ipfwadm позволяет определять одиночные порты, диапазоны портов или произвольные списки портов. Команда ipchains позволяет определять любой одиночный порт или диапазон портов. Запись "ftp-data:ftp" означает "порты с ftp-data (20) по ftp (21)", так можно кодировать порты в ipchains и iptables. Когда вы имеете список портов в правиле учета, это означает, что любые данные для любого из портов в списке будут добавлены к общему количеству для этой записи. Поскольку FTP использует два порта, команды и данные, мы добавили их вместе к общему трафику FTP. Наконец, мы определили исходный адрес как 0/0, что соответствует всем адресам и требуется ipfwadm и ipchains для определения портов.

Теперь нас интересует соотношение полезного трафика по FTP, SMTP и World Wide Web к трафику по другим протоколам. Для этого зададим такие правила:

# ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P tcp -S 0/0 ftp ftp-data smtp www
# ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P tcp -S 0/0 1:19 22:24 26:79 81:32767

Если вы уже исследовали ваш файл /etc/services, вы увидите, что второе правило покрывает все порты за исключением (ftp, ftp-data, smtp и www).

Как сделать это с командами ipchains или iptables, ведь они позволяют только один параметр в спецификации порта? Мы можем эксплуатировать определяемые пользователем цепочки в учете так же легко, как в правилах firewall. Рассмотрим следующий подход:

# ipchains -N a-essent
# ipchains -N a-noness
# ipchains -A a-essent -j ACCEPT
# ipchains -A a-noness -j ACCEPT
# ipchains -A forward -i ppp0 -p tcp -s 0/0 ftp-data:ftp -j a-essent
# ipchains -A forward -i ppp0 -p tcp -s 0/0 smtp -j a-essent
# ipchains -A forward -i ppp0 -p tcp -s 0/0 www -j a-essent
# ipchains -A forward -j a-noness

# iptables -N a-essent
# iptables -N a-noness
# iptables -A a-essent -j ACCEPT
# iptables -A a-noness -j ACCEPT
# iptables -A FORWARD -i ppp0 -m tcp -p tcp --sport ftp-data:ftp -j a-essent
# iptables -A FORWARD -i ppp0 -m tcp -p tcp --sport smtp -j a-essent
# iptables -A FORWARD -i ppp0 -m tcp -p tcp --sport www -j a-essent
# iptables -A FORWARD -j a-noness

Это выглядит достаточно простым. К сожалению, имеется маленькая, но неизбежная проблема при попытке делать учет сервисным типом. Мы обсуждали в одной из предыдущих глав роль MTU в работе с сетями TCP/IP. MTU определяет самый большой пакет, который будет передан на сетевое устройство. Когда пакет получен маршрутизатором, и этот пакет больше, чем MTU интерфейса, который должен его передать, маршрутизатор выполняет фрагментацию (fragmentation). Маршрутизатор разбивает большой пакет на маленькие части не больше, чем MTU интерфейса, и затем передает эти части. Маршрутизатор формирует новые заголовки для получившихся пакетов, по которым получатель сможет восстановить исходный пакет. К сожалению, в течение фрагментации значение порта будет потеряно для всего, кроме первого фрагмента. Это означает, что учет IP не может правильно считать фрагментированные пакеты, а только первые фрагменты или нефрагментированные пакеты. Имеется маленькая хитрость ipfwadm, которая позволяет считать пакеты, даже не зная порт второго и последующих фрагментов. Первая версия программного обеспечения Linux accounting назначала фрагментам поддельный номер порта 0xFFFF, который мы могли перехватывать для учета. Мы фиксируем вторые и последующие фрагменты, используя правило:

# ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P tcp -S 0/0 0xFFFF

Реализация IP chains имеет немного более сложное решение, но результат тот же самый. При использовании команды ipchains надо использовать правило:

# ipchains -A forward -i ppp0 -p tcp -f

# iptables -A FORWARD -i ppp0 -m tcp -p tcp -f

Это правило не будет сообщать нам, каков первоначальный порт для этих данных, но по крайней мере мы способны видеть, сколько из наших данных являются фрагментами.

В ядрах 2.2 вы можете выбирать при настройке ядра опцию, которая решает эту проблему, если ваша Linux-машина действует как одиночная точка доступа к сети. Если вы включили при построении ядра опцию IP: always defragment, все пакеты будут повторно собраны маршрутизатором Linux перед маршрутизацией и передачей. Эта операция выполняется перед firewall, и учетный блок видит пакеты. Таким образом, фрагментов просто не будет. В ядрах 2.4 откомпилируйте и загрузите netfilter с модулем forward-fragment.

Учет по пакетам ICMP

Протокол ICMP не использует сервисные номера портов, так что сбор статистики по нему труднее. ICMP использует ряд различных типов пакетов. Многие из их безобидны и нормальны, в то время, как другие появляются только при специальных обстоятельствах. Иногда пытаются обвалить систему, посылая огромное число пакетов ICMP. Эта атака называется ping flooding. Против такой атаки хорош IP firewall, а IP accounting позволит узнать, кто это сделал.

ICMP не использует порты в отличие от TCP и UDP. Вместо них используются типы сообщений ICMP. Мы можем создать правила, чтобы учитывать каждый тип сообщений ICMP. Для этого нужно определить тип сообщения ICMP вместо номера порта в команде ipfwadm. Типы сообщений перечислены в разделе "Типы пакетов ICMP" главы 9.

Для сбора данных о передаче пакетов ICMP по всем типам сообщений используйте правило:

# ipfwadm -A both -a -P icmp -S 0/0 8
# ipfwadm -A both -a -P icmp -S 0/0 0
# ipfwadm -A both -a -P icmp -S 0/0 0xff

# ipchains -A forward -p icmp -s 0/0 8
# ipchains -A forward -p icmp -s 0/0 0
# ipchains -A forward -p icmp -s 0/0 -f

# iptables -A FORWARD -m icmp -p icmp --sports echo-request
# iptables -A FORWARD -m icmp -p icmp --sports echo-reply
# iptables -A FORWARD -m icmp -p icmp -f

Если Вы определяете источник и/или адресата в ваших правилах, Вы можете следить, откуда приходят пакеты, изнутри сети или снаружи.

Учет по протоколам

Допустим, нам интересно, какие протоколы используются нашим трафиком: TCP, UDP или ICMP. Тут нам поможет правило:

# ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P tcp -D 0/0
# ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P udp -D 0/0
# ipfwadm -A both -a -W ppp0 -P icmp -D 0/0

# ipchains -A forward -i ppp0 -p tcp -d 0/0
# ipchains -A forward -i ppp0 -p udp -d 0/0
# ipchains -A forward -i ppp0 -p icmp -d 0/0

# iptables -A FORWARD -i ppp0 -m tcp -p tcp
# iptables -A FORWARD -o ppp0 -m tcp -p tcp
# iptables -A FORWARD -i ppp0 -m udp -p udp
# iptables -A FORWARD -o ppp0 -m udp -p udp
# iptables -A FORWARD -i ppp0 -m icmp -p icmp
# iptables -A FORWARD -o ppp0 -m icmp -p icmp