新型的LRP架构Linux路由器/防火墙

崔凯

　在基于TCP/IP协议的网络结构中，路由器/防火墙的重要性不言而喻。作为伴随着互联网成长的操作系统，Linux在架构路由器/防火墙方面具有天然的优势。LRP源自Linux Router Project（Linux路由器计划），其目标是要实现微内核结构的瘦服务器，用于网关/路由器/防火墙。与发行版Linux架构的路由器相比，LRP路由器显著的优点是系统效率高、硬件成本低。本文以某具体网络拓扑结构为背景，探讨用LRP方案架构路由器/防火墙的过程及其相关问题。
　　
　　从硬盘启动LRP
　　一般而言，LRP软件仅用一张软盘便可容纳。其最基本的工作方式是由软盘启动，在内存中建立映像文件系统，并开始工作。系统投入运行后，不再需要该软盘。但实践发现，由于软盘在可靠性、容量等方面的先天不足，在应用中难免会有软盘损坏或功能受限的情形发生。因此，完全可以用硬盘启动取代软盘启动。
　　
　　首先从http://lrp.steinkuehler.net下载LRP软件，软件名为dachstein-v1.0.2-1680.exe。准备两张空白3英寸软盘，一张格式化为1.44MB，另一张则用刚下载的程序制作成1.68MB的LRP软盘，这就是从软盘启动的LRP。将新制成的软盘上除Linux内核和ldlinux.sys以外的其它文件，复制到1.44MB软盘中，修改其中的配置文件syslinux.cfg，把软盘引导参数“boot=/dev/fd0,msdos”改为硬盘引导参数“boot=/dev/hda1,msdos”。
　　
　　为了能够从硬盘启动，我们需要一个能够支持硬盘的系统内核linux+IDE.bin，将其从网上下载后改名为Linux。此外，还需要一个Linux引导加载程序syslinux.com，可以从上述网站下载，也可以从http://www.kernel.org/pub/linux/utils/boot/syslinux下载最新的版本。另准备一张MSDOS启动盘，将新内核Linux和syslinux.com复制上去。
　　
　　现在开始安装LRP。为每个LRP准备一台PC机，CPU至少是486，内存12MB以上。实际选用了P5/100和16MB内存，一块IDE硬盘（容量不必太大，10MB即可），两块网卡（10/100MB）。用DOS启动盘引导机器，执行fdisk命令，确保在硬盘上仅有一个DOS主分区（标记为Active）。待重新引导机器后，执行如下命令：
　　
　　#format c:
　　
　　#syslinux -s c:
　　
　　#copy linux c:
　　格式化新分区，安装Linux引导加载程序，并将内核文件Linux复制到硬盘。换上1.44MB的LRP软盘，将盘上内容全部复制到硬盘根目录下。至此，LRP软件安装完毕。取出软盘，重启机器，LRP开始引导，待login提示符出现后，键入root，进入LRP系统。
　　
　　配置网络接口
　　
　　首先考虑网卡驱动程序。LRP系统已经包含几个常用的网卡驱动程序模块，如3c509、3c59x和eepro100等，但没有包含D-Link 530TX（Rev A1/B1/B2）网卡驱动程序。可以从LRP网站下载一个与内核版本对应的530TX网卡驱动程序，名为via-rhine.o，复制到DOS软盘上。注意，DOS文件名为8+3制，长文件名via-rhine.o最好先改短，如改成via.o。在LRP机器上，插入软盘，执行如下命令：
　　
　　#mount -t msdos /dev/fd0 /mnt
　　
　　#cp /mnt/via.o /lib/modules/via-rhine.o
　　
　　#umount /dev/fd0
　　
　　将网络驱动模块复制到内存映像文件系统的/lib/modules目录中。注意，每次修改内存映像文件系统都需要及时备份.lrp文件，保存所做的变化。键入lrcfg命令，选择配置选单的“Back-up ramdisk”条目，再选“modules”，备份modules.lrp即可。接着配置驱动程序，选择配置选单的第3项“Package settings”，再选“modules”，编辑/etc/modules文件（也可以在命令行键入命令edit /etc/modules），加入以下两行：
　　
　　pci-scan
　　
　　via-rhine
　　
　　保存退出，并注意备份etc.lrp。
　　
　

　　
图1 校园网拓扑结构简图

　　
　　图1是一张简化的校园网拓扑结构图，其中网关1、网关2、伪网桥和防火墙都是LRP机器，两个机房通过路由器/网关接入校园网。假定机房1的网络地址为192.168.1.0/24，网关为192.168.1.254；网关1出口端地址为192.168.0.253，默认网关为192.168.0.254。机房2类似。注意，路由器两边都是静态IP地址。在默认设置中，LRP设定自己是外网的DHCP客户，同时又是内网的DHCP服务器。因此，我们需要做一些改变，取消DHCP服务。执行如下命令：
　　
　　#mount -t msdos /dev/hda1 /mnt
　　
　　#edit /mnt/syslinux.cfg
　　
　　#umount /dev/hda1
　　
　　在编辑文件时删除“LRP=”中dhclient和dhcpd两项。再使用如下命令：
　　
　　#edit /etc/network..conf
　　
　　把其中的EXTERN_DHCP开关项改为NO。备份etc.lrp后，键入命令：
　　
　　#shutdown -r now
　　
　　重新启动机器。
　　
　　现在来配置接口参数。选择配置选单的第1项“Network settings”，再选“Network Configuation”，编辑/etc/network.conf文件，进行如下配置：
　　
　　IF_AUTO="eth0 eth1"
　　
　　eth0_IPADDR=192.168.0.253
　　
　　eth0_MASKLEN=24
　　
　　eth0_BROADCAST=192.168.0.255
　　
　　eth0_DEFAULT_GW=192.168.0.254
　　
　　eth1_IPADDR=192.168.1.254
　　
　　eth1_MASKLEN=24
　　
　　eth1_BROADCAST=192.168.1.255
　　
　　保存并备份etc.lrp。执行下面命令：
　　
　　#/etc/init.d/network reload
　　
　　使刚配置的接口生效。可以用ping命令来测试网络的连通性。
　　
　　LRP的工作模式
　　LRP的一般工作模式有三种：直接路由方式、过滤式路由方式和防火墙方式。只要在/etc/network.conf文件中设置：
　　
　　IPFWDING_KERNEL=YES
　　
　　IPFILTER_SWITCH=none
　　
　　就构成了直接路由方式（网关）。前一项相当于做echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward，允许IP包转发。后一项则意味着不做包过滤。这种方式比较简单，但也带来了问题，机房中的所有IP包将不受控制地涌向校园网络，给网络带来额外的负担。解决的方法就是加上IP包过滤，即过滤式路由方式。
　　
　　同样在/etc/network.conf文件中设置：
　　
　　IPFWDING_KERNEL=FILTER_ON
　　
　　IPFILTER_SWITCH=router
　　
　　对流经LRP路由器的数据包进行有选择地转发。如果要对两个机房的流量集中控制，可以在出口网关和路由交换机之间增加一个“透明网桥”（不必改变它们原有的路由关系），利用ARP代理来传递“网桥”两端路由设备的ARP消息，实现一种透明连接。通过对LRP的网络接口设置：
　　
　　eth0_PROXY_ARP=YES
　　
　　eth1_PROXY_ARP=YES
　　
　　相当于
　　
　　echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/proxy_arp
　　
　　echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/proxy_arp
　　
　　就能实现这样的连接。由于这种连接是在网络层（链路层的上一层）实现的一种伪网桥，因此可以在其上控制流经的数据包。
　　
　　LRP的第三种工作模式就是防火墙。设置防火墙方式如下：
　　
　　IPFWDING_KERNEL=FILTER_ON
　　
　　IPFILTER_SWITCH=firewall
　　
　　此外，除了要配置网络接口eth0和eth1外，还要进一步指出外网接口和内网接口：
　　
　　EXTERN_IF="eth0"
　　
　　EXTERN_IP= 221.xxx.xxx.1
　　
　　INTERN_IF="eth1"
　　
　　INTERN_NET=192.168.0.0/24
　　
　　INTERN_IP=192.168.0.254
　　
　　MASQ_SWITCH=YES
　　
　　外部IP地址由ISP提供，内外接口的IP地址要与ethX_IPADDR中的地址一致。上面最后一项是启用IP伪装，即NAT（网络地址转换）。LRP已经安排好了一组基本的防火墙规则。当然，也可以制定自己的防火墙规则。
　　
　　防火墙与DMZ
　　DMZ代表非军事区（Demilitarized Zone），是介于内网和外网之间的一个单独的网段，其上的服务器用来提供对外服务。DMZ是LRP防火墙的高级应用方式。
　　
　　在作为防火墙的LRP机器上增加一块网卡，用于连接DMZ。配置网络接口eth2，启用DMZ：
　　
　　IF_AUTO="eth0 eth1 eth2"
　　
　　eth2_IPADDR=221.xxx.xxx.249
　　
　　eth2_MASKLEN=29
　　
　　eth2_BROADCAST=221.xxx.xxx.255
　　
　　DMZ_SWITCH=YES
　　
　　DMZ_IF="eth2"
　　
　　DMZ_NET=221.xxx.xxx.0/29
　　
　　DMZ网络使用ISP提供的一组公用IP地址。开放DMZ中的服务器：
　　
　　DMZ_OPEN_DEST="tcp_${DMZ_NET}_www tcp_${DMZ_NET}_ftp"
　　
　　允许外部访问WWW和FTP服务器。利用端口转发技术，LRP也支持一个独立的内部网段作为DMZ，将内部服务器用于对外服务。
　　
　　远程管理LRP
　　配置好的LRP机器可以放到机架上，通过SSH（Secure Shell）实施远程控制。从LRP网站下载三个文件：libz.lrp、sshd.lrp和sshkey.lrp，分别是OpenSSH的库文件、守护程序和密钥生成器。将三个文件复制到DOS启动盘上，用DOS启动盘引导LRP机器，将三个文件复制到硬盘。取出软盘，重启机器，执行如下命令：
　　
　　#mount -t msdos /dev/hda1 /mnt
　　
　　#cd /mnt
　　
　　#lrpkg -i libz
　　
　　#lrpkg -i sshd
　　
　　#lrpkg -i sshkey
　　
　　#cd /
　　
　　#makekey
　　
　　#edit /mnt/syslinux.cfg
　　
　　#umount /dev/hda1
　　
　　动态安装三个文件，生成密钥。为保证下次启动时自动安装SSH，编辑/etc/syslinux.cfg文件，在“LRP=”中添加libz.lrp和sshd.lrp两项。注意，这

xiawenfeng

laoduo123

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