LinuxDoc.RuВ экспериментальную ветку linux-next, на базе которой будет формироваться ядро Linux 3.13, принят код Nftables, новой реализации пакетного фильтра, идущей на смену iptables, ip6table, arptables и ebtables. Nftables отличается существенным пересмотром организации процесса обработки правил фильтрации пакетов, новым синтаксисом правил, сокращением кода, выполняемого на уровне ядра, и унификацией интерфейсов для IPv4, IPv6, ARP и сетевых мостов.
Ключевой особенностью Nftables является применение идеи, близкой к реализации BPF (Berkeley Packet Filters) - правила фильтрации компилируются в пространстве пользователя в байткод и передаются в ядро через API Netlink, после чего для принятия решения по дальнейшим действиям с пакетом выполняются с использованием конечного автомата (pseudo-state machine). В качестве базовых блоков по-прежнему используются компоненты инфраструктуры Netfilter, в том числе существующие хуки, система отслеживания состояния соединений, компоненты организации очередей и подсистема ведения лога.
Выполнение правил с использованием конечного автомата вместо применения логики сопоставления позволяет сократить размер кода фильтрации, работающего на уровне ядра и вынести все функции разбора правил и логики работы с протоколами в пространство пользователя. Кроме того, появляется возможность унифицировать работу с различными видами протоколов в едином наборе псевдокода, без необходимости поддержания в ядре отдельных расширений фильтрации для IPv4, IPv6, ARP и сетевых мостов. При необходимости поддержки фильтрации нового протокола, все изменения могут быть внесены в пользовательском пространстве без обновления кода ядра.
Все операции по определению условий и связанных с ними действий выполняются в пространстве пользователя, в ядре производится только базовый набор операций, таких как чтение данных из пакета, сравнение данных и т.п. Присутствует поддержка словарного маппинга и поиска по наборам правил (sets), работа которых реализована через хеши и rb-деревья. При этом элементы наборов могут быть заданы в виде диапазонов значений (можно определять подсети).
Для взаимодействия с кодом, работающим на уровне ядра, предлагается специальная связующая интерфейсная библиотека libnl и построенный поверх неё фронтэнд, работающий на уровне пользователя. Для формирования правил фильтрации в nftables подготовлена утилита nft, которая проверяет корректность правил и транслирует их в байткод. Правила могут добавляться не только инкрементально, но и загружаться целиком из файла на диске.
Новый синтаксис правил не похож на iptables и отличается использованием иерархических блочных структур вместо линейной схемы. Язык классификации правил основан на реальной грамматике, при обработке которой используется сгенерированный в bison парсер. Для обеспечения обратной совместимости с линейными правилами предоставляется специальная прослойка, позволяющая использовать iptables/ip6tables поверх инфраструктуры Nftables. Представленный для ядра 3.13 код предусматривает сосуществование старой и новой подсистем, так как Nftables ещё требует доработки и тестирования.
Пример правил:
table filter {
chain input {
table filter hook input priority 0;
ct state established accept
ct state related accept
meta iif lo accept
tcp dport ssh counter packets 0 bytes 0 accept
counter packets 5 bytes 5 log drop
}
chain output {
table filter hook output priority 0;
ct state established accept
ct state related accept
meta oif lo accept
ct state new counter packets 0 bytes 0 accept
}
}
Ключевой особенностью Nftables является применение идеи, близкой к реализации BPF (Berkeley Packet Filters) - правила фильтрации компилируются в пространстве пользователя в байткод и передаются в ядро через API Netlink, после чего для принятия решения по дальнейшим действиям с пакетом выполняются с использованием конечного автомата (pseudo-state machine). В качестве базовых блоков по-прежнему используются компоненты инфраструктуры Netfilter, в том числе существующие хуки, система отслеживания состояния соединений, компоненты организации очередей и подсистема ведения лога.
Выполнение правил с использованием конечного автомата вместо применения логики сопоставления позволяет сократить размер кода фильтрации, работающего на уровне ядра и вынести все функции разбора правил и логики работы с протоколами в пространство пользователя. Кроме того, появляется возможность унифицировать работу с различными видами протоколов в едином наборе псевдокода, без необходимости поддержания в ядре отдельных расширений фильтрации для IPv4, IPv6, ARP и сетевых мостов. При необходимости поддержки фильтрации нового протокола, все изменения могут быть внесены в пользовательском пространстве без обновления кода ядра.
Все операции по определению условий и связанных с ними действий выполняются в пространстве пользователя, в ядре производится только базовый набор операций, таких как чтение данных из пакета, сравнение данных и т.п. Присутствует поддержка словарного маппинга и поиска по наборам правил (sets), работа которых реализована через хеши и rb-деревья. При этом элементы наборов могут быть заданы в виде диапазонов значений (можно определять подсети).
Для взаимодействия с кодом, работающим на уровне ядра, предлагается специальная связующая интерфейсная библиотека libnl и построенный поверх неё фронтэнд, работающий на уровне пользователя. Для формирования правил фильтрации в nftables подготовлена утилита nft, которая проверяет корректность правил и транслирует их в байткод. Правила могут добавляться не только инкрементально, но и загружаться целиком из файла на диске.
Новый синтаксис правил не похож на iptables и отличается использованием иерархических блочных структур вместо линейной схемы. Язык классификации правил основан на реальной грамматике, при обработке которой используется сгенерированный в bison парсер. Для обеспечения обратной совместимости с линейными правилами предоставляется специальная прослойка, позволяющая использовать iptables/ip6tables поверх инфраструктуры Nftables. Представленный для ядра 3.13 код предусматривает сосуществование старой и новой подсистем, так как Nftables ещё требует доработки и тестирования.
Пример правил:
table filter {
chain input {
table filter hook input priority 0;
ct state established accept
ct state related accept
meta iif lo accept
tcp dport ssh counter packets 0 bytes 0 accept
counter packets 5 bytes 5 log drop
}
chain output {
table filter hook output priority 0;
ct state established accept
ct state related accept
meta oif lo accept
ct state new counter packets 0 bytes 0 accept
}
}
