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Netfilter的rpfilter技术-Linux的uRPF

发布时间:2014-11-07 10:46:13来源:linux网站作者:dog250

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:


static int fib_rule_match(struct fib_rule *rule, struct fib_rules_ops *ops, 
struct flowi *fl, int flags) 

int ret = 0; 
if (rule->iifindex && (rule->iifindex != fl->flowi_iif)) 
goto out; 
if (rule->oifindex && (rule->oifindex != fl->flowi_oif)) 
goto out; 
if ((rule->mark ^ fl->flowi_mark) & rule->mark_mask) 
goto out; 
ret = ops->match(rule, fl, flags); 
out: 
return (rule->flags & FIB_RULE_INVERT) ? !ret : ret; 
}


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,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:

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

const struct xt_rpfilter_info *info; 
const struct iphdr *iph; 
struct flowi4 flow; 
bool invert; 
 
info = par->matchinfo; 
invert = info->flags & XT_RPFILTER_INVERT; 
 
if (par->in->flags & IFF_LOOPBACK) 
return true ^ invert; 
 
iph = ip_hdr(skb); 
if (ipv4_is_multicast(iph->daddr)) { 
if (ipv4_is_zeronet(iph->saddr)) 
return ipv4_is_local_multicast(iph->daddr) ^ invert; 
flow.flowi4_iif = 0; 
} else { 
flow.flowi4_iif = dev_net(par->in)->loopback_dev->ifindex; 

 
flow.daddr = iph->saddr; 
flow.saddr = rpfilter_get_saddr(iph->daddr); 
flow.flowi4_oif = 0; 
flow.flowi4_mark = info->flags & XT_RPFILTER_VALID_MARK ? skb->mark : 0; 
flow.flowi4_tos = RT_TOS(iph->tos); 
flow.flowi4_scope = RT_SCOPE_UNIVERSE; 
 
return rpfilter_lookup_reverse(&flow, par->in, info->flags) ^ invert; 
}
 

2.路由查找以及结果判断逻辑:

static bool rpfilter_lookup_reverse(struct flowi4 *fl4, 
const struct net_device *dev, u8 flags) 

struct fib_result res; 
bool dev_match; 
struct net *net = dev_net(dev); 
int ret __maybe_unused; 
 
if (fib_lookup(net, fl4, &res)) 
return false; 
 
if (res.type != RTN_UNICAST) { 
if (res.type != RTN_LOCAL || !(flags & XT_RPFILTER_ACCEPT_LOCAL)) 
return false; 

dev_match = false; 
#ifdef CONFIG_IP_ROUTE_MULTIPATH 
for (ret = 0; ret < res.fi->fib_nhs; ret++) { 
struct fib_nh *nh = &res.fi->fib_nh[ret]; 
 
if (nh->nh_dev == dev) { 
dev_match = true; 
break; 


#else 
if (FIB_RES_DEV(res) == dev) 
dev_match = true; 
#endif 
if (dev_match || flags & XT_RPFILTER_LOOSE) 
return FIB_RES_NH(res).nh_scope <= RT_SCOPE_HOST; 
return dev_match; 
}
 

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。