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Une explication détaillée de Linux netfilter et VRF et leur résumé

藏色散人
藏色散人avant
2021-09-01 17:06:433785parcourir

L'environnement expérimental est le suivant :
Une explication détaillée de Linux netfilter et VRF et leur résumé

La configuration est la suivante : 

#!/bin/bash
sudo ip netns add ns1 
sudo ip link add ns1veth1 type veth peer name eth0 netns ns1
sudo ip netns add ns2
sudo ip link add ns2veth1 type veth peer name eth0 netns ns2
sudo ip link set ns1veth1 master vrftest
sudo ip link set ns2veth1 master vrftest
sudo ip link set ns2veth1 up
sudo ip link set ns1veth1 up
sudo ip addr add 1.1.1.254/24 dev ns1veth1 
sudo ip addr add 2.2.2.254/24 dev ns2veth1 
sudo ip netns exec ns2 ip addr add 2.2.2.1/24 dev eth0 
sudo ip netns exec ns1 ip addr add 1.1.1.1/24 dev eth0 
sudo ip netns exec ns1 ip link set eth0 up
sudo ip netns exec ns1 ip link set lo up
sudo ip netns exec ns1 ip route add default via 1.1.1.254 dev eth0
sudo ip netns exec ns2 ip link set eth0 up
sudo ip netns exec ns2 ip link set lo up
sudo ip netns exec ns2 ip route add default via 2.2.2.254 dev eth0
sudo iptables -t mangle -A PREROUTING   -s 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-prerouting" 
sudo iptables -t mangle -A FORWARD      -s 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-forward" 
sudo iptables -t mangle -A POSTROUTING  -s 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-postrouting" 
sudo iptables -t mangle -A PREROUTING   -d 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-prerouting" 
sudo iptables -t mangle -A FORWARD      -d 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-forward" 
sudo iptables -t mangle -A POSTROUTING  -d 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-postrouting" 
sudo iptables -t mangle -A INPUT        -d 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-localin" 
sudo iptables -t mangle -A INPUT        -s 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-localin" 
sudo iptables -t mangle -A OUTPUT       -s 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-localout" 
sudo iptables -t mangle -A OUTPUT       -d 1.1.1.1 -j LOG --log-prefix="vrf-test-localout"

Accès au réseau externe de la machine

ns1 ping gateway 1.1.1.254

admin@ubuntu:~$ sudo ip netns exec ns1 ping 1.1.1.254 -c 1       
PING 1.1.1.254 (1.1.1.254) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 1.1.1.254: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.064 ms

--- 1.1.1.254 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.064/0.064/0.064/0.000 ms
admin@ubuntu:~$

Voir log 

Nov 20 20:34:10 ubuntu kernel: [180403.527204] vrf-test-preroutingIN=ns1veth1 OUT= MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=1.1.1.254 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=32492 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=33955 SEQ=1 
Nov 20 20:34:10 ubuntu kernel: [180403.527213] vrf-test-preroutingIN=vrftest OUT= MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=1.1.1.254 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=32492 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=33955 SEQ=1 
Nov 20 20:34:10 ubuntu kernel: [180403.527220] vrf-test-localinIN=vrftest OUT= MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=1.1.1.254 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=32492 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=33955 SEQ=1 
Nov 20 20:34:10 ubuntu kernel: [180403.527231] vrf-test-localoutIN= OUT=vrftest SRC=1.1.1.254 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=54845 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=33955 SEQ=1 
Nov 20 20:34:10 ubuntu kernel: [180403.527233] vrf-test-postroutingIN= OUT=vrftest SRC=1.1.1.254 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=54845 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=33955 SEQ=1 
Nov 20 20:34:10 ubuntu kernel: [180403.527235] vrf-test-localoutIN= OUT=ns1veth1 SRC=1.1.1.254 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=54845 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=33955 SEQ=1 
Nov 20 20:34:10 ubuntu kernel: [180403.527242] vrf-test-postroutingIN= OUT=ns1veth1 SRC=1.1.1.254 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=54845 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=33955 SEQ=1

On peut le voir dans le journal :

La séquence de points d'accroche par laquelle passe le message de requête est la suivante :

La séquence de points d'accroche par laquelle passe le message de réponse est la suivante : Sortie interfaceAucun
Numéro de série point de crochet Interface d'entrée Interface de sortie
1 PREROUTING N/A
Numéro de série point d'accroche Interface d'entrée
1 OUTPUT
vrftest

23 SORTIEPOSTROUTINGTransférer le messagedu journal On peut voir que l'ordre des points d'accroche que le message de demande passe par est le suivant : Interface de sortie
POSTROUTING Aucun vrftest
Aucun ns1veth1 4
Aucun ns1veth1
ns1 ping ns2 
admin@ubuntu:~$ sudo ip netns exec ns1 ping 2.2.2.1 -c 1
PING 2.2.2.1 (2.2.2.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 2.2.2.1: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.063 ms

--- 2.2.2.1 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.063/0.063/0.063/0.000 ms
admin@ubuntu:~$
 afficher le journal 
Nov 20 20:28:31 ubuntu kernel: [180065.076713] vrf-test-preroutingIN=ns1veth1 OUT= MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=2.2.2.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=38312 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=33948 SEQ=1 
Nov 20 20:28:31 ubuntu kernel: [180065.076722] vrf-test-preroutingIN=vrftest OUT= MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=2.2.2.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=38312 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=33948 SEQ=1 
Nov 20 20:28:31 ubuntu kernel: [180065.076730] vrf-test-forwardIN=vrftest OUT=ns2veth1 MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=2.2.2.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=63 ID=38312 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=33948 SEQ=1 
Nov 20 20:28:31 ubuntu kernel: [180065.076732] vrf-test-postroutingIN= OUT=ns2veth1 SRC=1.1.1.1 DST=2.2.2.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=63 ID=38312 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=33948 SEQ=1 
Nov 20 20:28:31 ubuntu kernel: [180065.076746] vrf-test-preroutingIN=ns2veth1 OUT= MAC=02:25:0e:fe:52:35:ba:19:4d:37:ac:8b:08:00 SRC=2.2.2.1 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=47601 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=33948 SEQ=1 
Nov 20 20:28:31 ubuntu kernel: [180065.076749] vrf-test-preroutingIN=vrftest OUT= MAC=02:25:0e:fe:52:35:ba:19:4d:37:ac:8b:08:00 SRC=2.2.2.1 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=47601 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=33948 SEQ=1 
Nov 20 20:28:31 ubuntu kernel: [180065.076752] vrf-test-forwardIN=vrftest OUT=ns1veth1 MAC=02:25:0e:fe:52:35:ba:19:4d:37:ac:8b:08:00 SRC=2.2.2.1 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=63 ID=47601 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=33948 SEQ=1 
Nov 20 20:28:31 ubuntu kernel: [180065.076753] vrf-test-postroutingIN= OUT=ns1veth1 SRC=2.2.2.1 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=63 ID=47601 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=33948 SEQ=1
numéro de série point de crochet Interface d'entrée

1

PREROUTING

ns1veth1

Aucun

2PREROUTINGAVANTvrftestAucunMessage de réponse L'ordre des points d'hameçon passés est le suivant :
vrftest Aucun 3
ns2veth1 4 POSTROUTING
ns2veth1
numéro de série point d'accroche interface d'entrée interface de sortie
1 PREROUTING ns2veth1

2PREROUTINGvrftest3FORWARDPOSTROUTINGAucunns 2veth1vrftest ping 1.1On peut le voir dans le journal : La séquence de points d'accroche transmise par le message de demande est la suivante : Interface de sortie
vrftest ns2veth1 4
This la machine accède au réseau externe
 
admin@ubuntu:~$ sudo ping 1.1.1.1 -I vrftest -c 1
ping: Warning: source address might be selected on device other than vrftest.
PING 1.1.1.1 (1.1.1.1) from 1.1.1.254 vrftest: 56(84) bytes of data.
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.039 ms

--- 1.1.1.1 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.039/0.039/0.039/0.000 ms
admin@ubuntu:~$
. 		Vérifiez le journal 
Nov 20 21:21:11 ubuntu kernel: [183224.956734] vrf-test-localoutIN= OUT=vrftest SRC=1.1.1.254 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=35042 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=34186 SEQ=1 
Nov 20 21:21:11 ubuntu kernel: [183224.956740] vrf-test-postroutingIN= OUT=vrftest SRC=1.1.1.254 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=35042 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=34186 SEQ=1 
Nov 20 21:21:11 ubuntu kernel: [183224.956745] vrf-test-localoutIN= OUT=ns1veth1 SRC=1.1.1.254 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=35042 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=34186 SEQ=1 
Nov 20 21:21:11 ubuntu kernel: [183224.956746] vrf-test-postroutingIN= OUT=ns1veth1 SRC=1.1.1.254 DST=1.1.1.1 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=35042 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=34186 SEQ=1 
Nov 20 21:21:11 ubuntu kernel: [183224.956762] vrf-test-preroutingIN=ns1veth1 OUT= MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=1.1.1.254 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=323 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=34186 SEQ=1 
Nov 20 21:21:11 ubuntu kernel: [183224.956765] vrf-test-preroutingIN=vrftest OUT= MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=1.1.1.254 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=323 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=34186 SEQ=1 
Nov 20 21:21:11 ubuntu kernel: [183224.956769] vrf-test-localinIN=vrftest OUT= MAC=b2:f8:2a:13:31:75:6e:17:d5:b2:55:14:08:00 SRC=1.1.1.1 DST=1.1.1.254 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=323 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=34186 SEQ=1
Numéro de série point d'accroche Interface de saisie

1

OUTPUT

Aucun

vrftest

2POSTROUTINGSORTIEAucunAucun
Aucun vrftest 3
ns1veth1 4 POSTROUTING
ns1veth1

应答报文经过的hook点顺序如下：

序号 hook点 输入接口 输出接口
1 PREROUTING ns1veth1 无
2 PREROUTING vrftest 无
3 INPUT vrftest 无

本机访问本机，即环回

vrftest ping vrf接口地址9.9.9.9/24

添加如下netfilter规则：

admin@ubuntu:~/vrftcpdump$ cat netfilter1.sh 
sudo iptables -t mangle -A PREROUTING   -s 9.9.9.9 -j LOG --log-prefix="vrf-test-prerouting" 
sudo iptables -t mangle -A FORWARD      -s 9.9.9.9 -j LOG --log-prefix="vrf-test-forward" 
sudo iptables -t mangle -A POSTROUTING  -s 9.9.9.9 -j LOG --log-prefix="vrf-test-postrouting"
sudo iptables -t mangle -A INPUT        -s 9.9.9.9 -j LOG --log-prefix="vrf-test-localin" 
sudo iptables -t mangle -A OUTPUT       -s 9.9.9.9 -j LOG --log-prefix="vrf-test-localout" 
admin@ubuntu:~/vrftcpdump$

配置vrftest接口地址为9.9.9.9/24

admin@ubuntu:~/vrftcpdump$ sudo ip addr add 9.9.9.9/24 dev vrftest           
admin@ubuntu:~/vrftcpdump$ sudo ping 9.9.9.9 -I vrftest -c 1             
PING 9.9.9.9 (9.9.9.9) from 9.9.9.9 vrftest: 56(84) bytes of data.
64 bytes from 9.9.9.9: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.050 ms

--- 9.9.9.9 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.050/0.050/0.050/0.000 ms
admin@ubuntu:~/vrftcpdump$

查看log

Nov 20 22:13:41 ubuntu kernel: [186374.589186] vrf-test-localoutIN= OUT=vrftest SRC=9.9.9.9 DST=9.9.9.9 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=39425 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=34815 SEQ=1 
Nov 20 22:13:41 ubuntu kernel: [186374.589192] vrf-test-postroutingIN= OUT=vrftest SRC=9.9.9.9 DST=9.9.9.9 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=39425 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=34815 SEQ=1 
Nov 20 22:13:41 ubuntu kernel: [186374.589202] vrf-test-preroutingIN=vrftest OUT= MAC=ca:f9:f0:37:4c:6c:ca:f9:f0:37:4c:6c:08:00 SRC=9.9.9.9 DST=9.9.9.9 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=39425 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=34815 SEQ=1 
Nov 20 22:13:41 ubuntu kernel: [186374.589204] vrf-test-localinIN=vrftest OUT= MAC=ca:f9:f0:37:4c:6c:ca:f9:f0:37:4c:6c:08:00 SRC=9.9.9.9 DST=9.9.9.9 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=39425 DF PROTO=ICMP TYPE=8 CODE=0 ID=34815 SEQ=1 
Nov 20 22:13:41 ubuntu kernel: [186374.589210] vrf-test-localoutIN= OUT=vrftest SRC=9.9.9.9 DST=9.9.9.9 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=39426 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=34815 SEQ=1 
Nov 20 22:13:41 ubuntu kernel: [186374.589211] vrf-test-postroutingIN= OUT=vrftest SRC=9.9.9.9 DST=9.9.9.9 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=39426 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=34815 SEQ=1 
Nov 20 22:13:41 ubuntu kernel: [186374.589215] vrf-test-preroutingIN=vrftest OUT= MAC=ca:f9:f0:37:4c:6c:ca:f9:f0:37:4c:6c:08:00 SRC=9.9.9.9 DST=9.9.9.9 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=39426 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=34815 SEQ=1 
Nov 20 22:13:41 ubuntu kernel: [186374.589217] vrf-test-localinIN=vrftest OUT= MAC=ca:f9:f0:37:4c:6c:ca:f9:f0:37:4c:6c:08:00 SRC=9.9.9.9 DST=9.9.9.9 LEN=84 TOS=0x00 PREC=0x00 TTL=64 ID=39426 PROTO=ICMP TYPE=0 CODE=0 ID=34815 SEQ=1

从log可以看出：

请求报文经过的hook点顺序如下：

序号 hook点 输入接口 输出接口
1 OUTPUT 无 vrftest
2 POSTROUTING 无 vrftest
3 PREROUTING vrftest 无
4 INPUT vrftest 无

应答报文经过的hook点顺序如下：

序号 hook点 输入接口 输出接口
1 OUTPUT 无 vrftest
2 POSTROUTING 无 vrftest
3 PREROUTING vrftest 无
4 INPUT vrftest 无

环回请求和应答是一样的。

总结

  • linux内核支持VRF后，报文会两次进入PREROUTING节点，第一次是原始接口，第二次是原始接口依附的vrf主接口。
  • linux内核支持VRF后，本机输出的报文，先以vrf接口作为输出接口经过OUTPUT和POSTROUTING节点，然后再以真实出去的接口经过OUPUT和POSTROUTING节点。
  • 本机报文进行环回时，与没有VRF的环境是一样的。

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接口 linux
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