Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制的方法

这篇文章主要介绍了Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制的实现方法,需要的朋友可以参考下我们在进行安全性监控、测试的过程中,难免会遇到这样的问题:需要部署大量基于镜像流量的安全设备,如IPS,异常流量,数据库审计,流量分析等,可是交换机上可以做镜像流量的端口数量有限制,购买专业的设备又太昂贵。

本文就针对此种情况,从Linux内核模块对网络数据库包进行处理,解决上述问题。

应用场景

我们在进行安全性监控、测试的过程中,难免会遇到这样的问题:需要部署大量基于镜像流量的安全设备,如IPS,异常流量,数据库审计,流量分析等,可是交换机上可以做镜像流量的端口数量有限制,购买专业的设备又太昂贵。

本文就针对此种情况,从Linux内核模块对网络数据库包进行处理,解决上述问题。这里也感谢“白金PT”给予的帮助。

架构设计

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

内核模块的流程比较简单,转发配置从用户态提交给内核模块,如”eth1@eth2_eth1@eth3_eth1/eth4@eth5“,这段的配置是:

来自eth1的流量,复制给eth2和eth3

来自eth1和eth4的流量,聚合给eth5

MIRROR内核模块中,只需要实现参数读取,配置分析,网卡判断(源,目的)即可。

算法、代码实现

参数输入

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

这段代码的功能是,将前面提到的如“eth1@eth2_eth1@eth3_eth1/eth4@eth5“这样的参数,按照”_”进行拆分,分段提交给参数设置函数”option_setup”

参数设置

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

这里我们把得到的参数”eth0@eth1”进行进一步的拆分,分出了源网卡eth0,目的网卡eth1,在内核模块的全局变量中,有一个结构

”__read_mostly __u8 ethout_bits[MAX_OUT] ={0};“

用来存储每个网卡对应分发的网卡号,可以这样理解,如果服务器有8个网卡,那么每个网都会有一个8位的二进制数来标明它的转发,比如eth0复制到eth1,那么ethout_bits[0]就等于01000000,以此类推,如果我要把eth0复制到其他所有网卡,就会是01111111。

同时用一个全局的8字节变量,来存储哪些网卡是镜像流量口,防止多余的资源浪费。

__read_mostly__u8 ifindex_bits = 0;

Skb包复制和转发

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

当Linux内核收到一个skb结构的数据包时,判断这个数据包是不是在转发列表里,也就是网卡是不是镜像源。

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

接着我用了一个循环,来遍历存储的转发目的网口,如果匹配的话,就使用skb_clone函数将数据包复制一份,然后通过dev_queue_xmit函数直接发送出去。

最后清理skb_buff结构。

启动脚本

为了方便调试和快速提交参数,可以使用如下的shell脚本:

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

实测效果

编译,填充参数并执行

执行sh sh.sh

Dmesg输出

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

镜像流量效果

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

这里可以看到流量统计由于网卡速率,时间差等,并不会100%一样,是正常的。

CPU占用

当流量已经达到400M左右的时候,CPU占用仍然比较低。

Linux内核实现多路镜像流量聚合和复制

MIRROR.c源代码与pdf格式下载

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