Основой данной статьи послужила публикация Дмитрия Шевченко.

Интересная идея заменить множество пайпов в файерволе на механизм предложенный в ng_car.

Для примера,схема такая, имеем:

Сервер FreeBSD, он подключает пользователей по PPPoE через mpd, интерфейс bge0 смотрит вверх.

Но, ВНИМАНИЕ, NAT`а на этом сервере нет, поэтому, зная что:

Шейпируется только исходящий трафик с интерфеса (как и в PF)

читайте эу статью учитывая эти факты.

Итак, до этого момента для шейпа использовался IPFW + PIPE + таблицы и вяглядело примерно так:

05800 pipe 63 ip from any to table(63) out
05900 pipe 93 ip from table(63) to any in
06000 pipe 64 ip from any to table(64) out
06100 pipe 94 ip from table(64) to any in

..........................................


11200 pipe 78 ip from any to table(78) out
11300 pipe 108 ip from table(78) to any in
11400 pipe 256 ip from any to table(16) out
11500 pipe 257 ip from table(16) to any in


и т.д. около 50-ти таблиц, т.к. тарифов множество.

Шейпируется несколько видов трафика:

• в интернет
• к локальным ресурсам

Используя IPFW+ ng_car + таблицы все это можно свести к менее громоздкому варианту:

04000 netgraph tablearg ip from table(20) to table(30) out via bge0
04010 netgraph tablearg ip from table(30) to table(20) out via ng*
05000 netgraph tablearg ip from table(10) to not table(30) out via bge0
05010 netgraph tablearg ip from not table(30) to table(10) out via ng*

Разница по загрузке CPU при шейпе на ng_car довольно ощутима.

Рассмотрим этот вариант повнимательнее:

netgraph — это правило действует как divert, только заворачивает оно не в socket, а в ноду netgraph с параметром tablearg.

tablearg — это аргумент в таблице (10 и 20). Он должен быть уникальным для каждого пользователя, именно по этому аргументу создается нода netgraph, которая и будет шейпить (лимитировать скорость) пользователя.

Пример создания таблицы IPFW:

#:test:~:ipfw table 10 add 172.16.10.26/32 10

#:test:~:ipfw table 10 add 172.16.10.27/32 20

#:test:~:ipfw table 10 add 172.16.10.28/32 30

Посмотрим, что получилось:

#:test:~:ipfw table 10 list
172.16.10.26/32 10
172.16.10.27/32 30
172.16.10.28/32 20


Условимся что:
table 10 — IP-адреса с доступом к интернету
table 20 — IP-адреса с доступом к локальным ресурсам
table 30 — IP-адреса самиx локальныx ресурсов
bge0 — верхний интерфес
ng* — нижние интерфейсы пользователей, подключенных через PPPoE (MPD).

Таким образом мы передали управление от ipfw к ng_car посредством 4 правил в файерволе.

Теперь нужно задать каждому IP-адресу определенную полосу.

В mpd есть скрипты up и down, которые отрабатывают при поднятии туннеля и при опускании туннеля.

Вот них то мы и будем нарезать полосы для IP-адресов в момент подключения к серверу.

Для шейпера нужны 3 модуля:

• ng_ether.ko
• ng_car.ko
• ng_ipfw.ko

Посмотреть подгружены ли модули можно по команде:

kldstat

Если их нет, то загружаем командами:

/sbin/kldload /boot/kernel/ng_ether.ko

/sbin/kldload /boot/kernel/ng_car.ko

/sbin/kldload /boot/kernel/ng_ipfw.ko

Если ng_car.ko отсутствует, то можно добыть его установив порт:

Port:   ng_car-0.6
Path:   /usr/ports/net/ng_car
Info:   Netgraph committed access rate node
Maint:  [email protected]
Скрипт UP.pl:

#!/usr/bin/perl

$iface=$ARGV[0];             ###интерфес пользователя
$ip=$ARGV[3];                 ###IP, выдаваемый пользователю
$user=$ARGV[4];              ###логин пользователя
$inet_table=10;                ###таблица с IP-адресами с доступом в интернет
$local_table=20;               ###таблица с IP-адресами c доступом к локальным ресурсам
$shape_inet=20971520;     ###шейп в интернет (бит/с)
$shape_local=8388608;      ###шейп в локалку (бит/с)

###Ищем tablearg IP-адреса в таблицах
$tablearg_inet=`/sbin/ipfw table $inet_table list | awk '/$ip/ \{print \$2\}'`;
$tablearg_local=`/sbin/ipfw table $local_table list | awk '/$ip/ \{print \$2\}'`;

###создаем шейп в интернет
$tablearg=$tablearg_inet;
chomp($tablearg);
$shape=$shape_inet;
$shape_type="inet";
shape($iface,$tablearg,$shape,$shape_type,$user);

###создаем шейп к локальным ресурсам
$tablearg=$tablearg_local;
chomp($tablearg);
$shape=$shape_local;
$shape_type="local";
shape($iface,$tablearg,$shape,$shape_type,$user);

###===функция нарезки шейпа===
sub shape{
            $cbs=$ebs=$shape/8;
            $cmd=sprintf("/usr/sbin/ngctl -f- < <-EOF
                               mkpeer ipfw: car %s upper
                               name ipfw:%s %s_%s
                               connect %s_%s: ipfw: lower %s
                               msg %s_%s: setconf { upstream={ cbs=%d ebs=%d cir=%d greenAction=1 yellowAction=1 redAction=2 mode=2 } downstream={ cbs=%d ebs=%d cir=%d greenAction=1 yellowAction=1 redAction=2 mode=2 } }
                               EOF>>",
            $tablearg,$tablearg,$shape_type,$user,$shape_type,$user,$tablearg+1,$shape_type,$user,$cbs,$ebs,$shape,$ebs,$cbs,$shape);
            `$cmd`;              #Выполняем команду на сервере
}

$shape_inet=20971520;     ###шейп в интернет (байт/с)
$shape_local=8388608;      ###шейп в локалку (байт/с)

в данном случае шейпы взяты в качестве примера.

Если у вас различные тарифы, то соотвтетственно нужно дописать скрипт, чтобы брать из внешних источников (база данных например).

Имя ноды формируется из переменных $shape_type (тип шейпа) и $user (логин пользователя).

Для более наглядного примера приведу пример на логине пользователя login. Команда исполняемая на сервере будет выглядеть следующим образом:

/usr/sbin/ngctl -f- < <-EOF
mkpeer ipfw: car 10 upper
name ipfw:10 inet_login
connect inet_login: ipfw: lower 11
msg inet_login: setconf { upstream={ cbs=2621440 ebs=2621440 cir=20971520 greenAction=1 yellowAction=1 redAction=2 mode=2 } downstream={ cbs=2621440 ebs=2621440 cir=20971520 greenAction=1 yellowAction=1 redAction=2 mode=2 } }
EOF>>

Где:

mkpeer ipfw: car 10 upper — создаем ноду для пользователя и подключаем ее к модулю ipfw
name ipfw:10 inet_login — именуем ноду (в последствии через это имя можно управлять шейпом пользователя на лету).
connect inet_login: ipfw: lower 11 — соединяем хуки исходящего и входящего интерфейсов

Рзазберем управляющее сообщение:

msg inet_login: setconf { upstream={ cbs=2621440 ebs=2621440 cir=20971520 greenAction=1 yellowAction=1 redAction=2 mode=2 } downstream={ cbs=2621440 ebs=2621440 cir=20971520 greenAction=1 yellowAction=1 redAction=2 mode=2 } }

inet_login — имя ноды, куда направляется управляющее сообщение
cbs — Commited burst size – размер всплеска (в байтах), по умолчанию равен cir/8.
ebs — Exceeded/Peak burst size – превышение размера всплеска (в байтах), по умолчанию равен cbs.
cir — Commited information rate — разрешенная полоса (в битах в секунду).
greenAction — маркер трафика для cbs (man ng_car)
yellowAction — маркер трафика для ebs (man ng_car)
redAction — маркер трафика переполнения разрешенной полосы пропускания (man ng_car)
mode — mode=2 — Аналог Cisco Rate-Limit, mode=3 Аналог Cisco Traffic Shape.

Скрипт DOWN.pl:

#!/usr/bin/perl
$iface=$ARGV[0];
$ip=$ARGV[3];
$user=$ARGV[4];
$shape_type="inet";
shutdown_hook($user,$shape_type);
$shape_type="local";
shutdown_hook($user,$shape_type);

###===функция уничтожения нод для шейпа при отключении пользователя===
sub shutdown_hook{
                 my $hook=sprintf("%s_%s",$shape_type,$user);
                 $cmd=sprintf("/usr/sbin/ngctl shutdown %s:",$hook);
                 `$cmd`;
}

Исполняемая на сервер комманда следующим образом:

/usr/sbin/ngctl shutdown inet_login:

Т.е. выключаем соответствующую ноду.

Если таблицы будут выглядеть так:

#:test:~:ipfw table 10 list
172.16.10.26/32 10
172.16.10.27/32 30
172.16.10.28/32 20

#:test:~:ipfw table 20 list
172.16.10.26/32 5
172.16.10.27/32 25
172.16.10.28/32 15

То после подключения мы увидим следующую картину:

#:test:~:ngctl show ipfw:
Name: ipfw Type: ipfw ID: 00000d00 Num hooks: 4
Local hook Peer name Peer type Peer ID Peer hook
---------- --------- --------- ------- ---------
6 local_login car 00000d3f lower
5 local_login car 00000d3f upper
11 inet_login car 00000d3d lower
10 inet_login car 00000d3d upper

или для отдельного шейпа:

#:test:~:ngctl show local_login:
Name: star_37735-1 Type: car ID: 00000d50 Num hooks: 2
Local hook Peer name Peer type Peer ID Peer hook
---------- --------- --------- ------- ---------
lower ipfw ipfw 00000d00 6
upper ipfw ipfw 00000d00 5


Осталось прикрутить это к mpd5. Для этого в конфиг mpd5.conf дописываем:

set iface up-script /usr/local/etc/mpd5/UP.pl
set iface down-script /usr/local/etc/mpd5/DOWN.pl

не забудьте указать полный и главное правильный путь до скриптов !

Есть несколько моментов, о которых нужно помнить при построении такой системы:

1. Нужно внимательно соблюдать синтаксис ngctl команд, при ошибке или даже лишнем пробеле уже может ничего не работать.
2. tablearg должен быть уникальным.

Чтиво:

• Про классовые и бесклассовые дисциплины обслуживания очередей.
• man 8 ipfw
• Все о Netgraph
• man 4 netgraph
• man 4 ng_ipfw
• Cisco — QOS для начинающих
• man 4 ng_car
• Заголовочные файлы к коду ng_car

subnets.ru

Необходимо было настроит динамический шейпер для локальной сети. Выбор стал между ipfw+dummynet и pf+altq. В результате шейпер решили настроить на dummynet, а правила NAT и фильтрации на PF, так как PF+ALTQ не дает возможности создания очереди на виртуальных интерфейсах (bridge, ng*, tun* ).
Визуальную статистику по пользователям, будем смотреть с помощью mrtg. Вышло даже неплохо .
Установленная ОС:

[root@pdcserv ~]# uname -rv
FreeBSD 8.1-RELEASE #0

Первым делом пересоберем ядро с поддержкой дамминета и PF:

#PF
device pf
device pflog
device pfsync
options ALTQ
options ALTQ_CBQ
options ALTQ_RED
options ALTQ_RIO
options ALTQ_HFSC
options ALTQ_PRIQ
options ALTQ_NOPCC

#IPFW
options IPFIREWALL
options DUMMYNET
options HZ=1000

Далее необходимо немного тюнинговать ядро:

[root@pdcserv /etc]# cat /etc/sysctl.conf

net.inet.ip.forwarding=1 #включаем форвардинг пакетов
net.inet.ip.fastforwarding=1 #эта опция действительно ускоряет форвардинг
net.inet.tcp.blackhole=2 #ядро убивает tcp пакеты, приходящие в систему на непрослушиваемые порты
net.inet.udp.blackhole=0 #как и выше, только не убивает ибо traceroute пакеты не покажут этот хоп
net.inet.icmp.drop_redirect=1 #не обращаем внимания на icmp redirect
net.inet.icmp.log_redirect=0 #и не логируем их
net.inet.ip.redirect=0 #не реагируем на icmp redirect
net.inet.ip.sourceroute=0 #отключение маршрутизации от источника
net.inet.ip.accept_sourceroute=0 #старый и бесполезный механизм
net.inet.icmp.bmcastecho=0 #защита от SMURF атак
net.inet.icmp.maskrepl=0 #не отдавать по icmp паску своей подсети
net.link.ether.inet.max_age=30 #переспрашиваем каждые 30 секунд mac адреса в своём arp пространстве
net.inet.tcp.drop_synfin=1 #небольшая защита
net.inet.tcp.syncookies=1 #от доса
kern.ipc.somaxconn=32768 #увеличиваем размер очереди для сокетов
kern.maxfiles=204800 #увеличиваем число открытых файловых дескрипторов
kern.maxfilesperproc=200000 #кол-во ф.д. на каждоый процесс
kern.ipc.nmbclusters=524288 #увеличиваем число сетевых буферов
kern.ipc.maxsockbuf=2097152 #
kern.random.sys.harvest.ethernet=0 #не использовать трафик и прерывания
kern.random.sys.harvest.interrupt=0 #как источник энтропии для random’a
net.inet.ip.dummynet.io_fast=1 #заставляет dummynet работать побыстрее
net.inet.ip.dummynet.hash_size=65535 #
net.inet.ip.dummynet.pipe_slot_limit=2048 #
kern.ipc.shmmax=67108864 #макс. размер сегмента памяти
net.inet.ip.intr_queue_maxlen=8192 #размер очереди ip-пакетов
#net.inet.ip.fw.one_pass=0 # 0=пакеты, прошедшие пайпы не вылетают из фаервола, а дальше идут по нему
net.inet.ip.fw.verbose=1
net.inet.ip.fw.verbose_limit=5
net.inet.ip.dummynet.hash_size=1024
net.inet.ip.fw.dyn_buckets=1024

Перейдем к настройке IPFW(dummynet);

[root@pdcserv /etc]#cat /etc/ipfw.conf

#!/bin/sh

cmd=»ipfw -q»
lan=rl0 # LAN
wan=ae0 # WAN
drate=2Mbit/s # download
urate=2Mbit/s # upload
n=10 #Количество пользователей (1:253)

$cmd flush # Очищаем правила
$cmd pipe flush # Очищаем пайпы
$cmd table all flush # Очищаем все таблицы

# download (wan->lan)
$cmd pipe 100 config bw $drate queue 100 noerror
$cmd queue 111 config pipe 100 weight 50 queue 100 mask dst-ip 0xffffffff noerror

# upload (lan->wan)
$cmd pipe 200 config bw $urate  queue 100 noerror
$cmd queue 211 config pipe 200 weight 50 queue 100 mask src-ip 0xffffffff noerror

#Создаем очереди по таблицам
$cmd add queue tablearg ip from table\(10\) to any out recv $lan xmit $wan
$cmd add queue tablearg ip from any to table\(11\) out recv $wan xmit $lan

#Генерация правил подсчета трафика по пользователях
i=2
k=`expr $i + $n`
while [ «$i» -lt «$k» ]
do
$cmd add count all from any to 10.10.10.$i/32
$cmd add count all from 10.10.10.$i/32 to any
i=`expr $i + 1`
done

# IPFIREWALL_DEFAULT_TO_ACCEPT
$cmd add allow all from any to any

### Заполняем таблицы: ip номер_пайпы ###
# user_1
#$cmd table 10 add 10.10.10.2/32 211
#$cmd table 11 add 10.10.10.2/32 111

# user_2
#$cmd table 10 add 10.10.10.3/32 211
#$cmd table 11 add 10.10.10.3/32 111

# user_3
#$cmd table 10 add 10.10.10.4/32 211
#$cmd table 11 add 10.10.10.4/32 111

#user_all
$cmd table 10 add 10.10.10.0/24 211
$cmd table 11 add 10.10.10.0/24 111

На PF настраиваем только NAT:

[root@pdcserv /etc]#cat /etc/pf.conf

####МАКРОСЫ####
# WAN ISP
ext_if=»ae0″

# LAN
int_if=»rl0″

LAN=»10.10.10.0/24″

#### NAT ####
# Разрешаем ходить в интернет через NAT
nat on $ext_if inet from $LAN to !$LAN -> ($ext_if)

Для автозапуска добавим строчки в /etc/rc.conf:

[root@pdcserv /etc]#cat >> /etc/rc.conf

#pf
pf_enable=»YES»
pf_rules=»/etc/pf.conf»
pf_flags=»»
pflog_logfile=»/var/log/pf.log»
pflog_flags=»»

#ipfw
firewall_enable=»YES»
firewall_script=»/etc/ipfw.conf»

Для визуальной статистики отдельно по каждому пользователю, необходимо добавить в конфиг MRTG блоки такого содержания:

#Общий блок
HtmlDir: /usr/local/www/mrtg
ImageDir: /usr/local/www/mrtg/img
LogDir: /usr/local/www/mrtg
Language: russian
Options[^]: growright, unknaszero, nobanner, transparent, noinfo, nopercent, integer
Background[_]: #B0C4DE
XSize[_]: 400
YSize[_]: 100

# ipfw user_2
Target[user_2]: `ipfw show 300 | awk ‘{ print $3 }’ && ipfw show 400 | awk ‘{ print $3 }’`
Title[user_2]: user_2
Pagetop[user_2]:

user 192.168.100.2

Options[user_2]: bits
MaxBytes[user_2]:1250000

Вывод сгенерированных правил для 2-х пользователей:

[root@pdcserv ~]# ipfw show
00100   0     0 queue tablearg ip from table(10) to any out recv rl0 xmit ae0
00200   0     0 queue tablearg ip from any to table(11) out recv ae0 xmit rl0
00300   0     0 count ip from any to 10.10.10.2
00400   0     0 count ip from 10.10.10.2 to any
00500   0     0 count ip from any to 10.10.10.3
00600   0     0 count ip from 10.10.10.3 to any
00700 129 48429 allow ip from any to any
65535   0     0 deny ip from any to any
[root@pdcserv ~]#

Просмотр текущих динамических очередей:

[root@pdcserv ~]# ipfw queue show
q00211 100 sl. 0 flows (1024 buckets) sched 200 weight 50 lmax 0 pri 0 droptail
mask:  0x00 0xffffffff/0x0000 -> 0x00000000/0x0000
BKT Prot ___Source IP/port____ ____Dest. IP/port____ Tot_pkt/bytes Pkt/Byte Drp
q00111 100 sl. 0 flows (1024 buckets) sched 100 weight 50 lmax 0 pri 0 droptail
mask:  0x00 0x00000000/0x0000 -> 0xffffffff/0x0000
BKT Prot ___Source IP/port____ ____Dest. IP/port____ Tot_pkt/bytes Pkt/Byte Drp
[root@pdcserv ~]#
unix.ck.ua