& & &在网络界瞎混这么多年，对路由器的认识一直很渣：功能强大的网络设备。支持强大OSPF、BGP、MPLS VPN等网络路由协议，却很少关注对它的日常运维。直到后来接触到linux，发现linux强大的脚本编程功能。学过linux之后再回来看路由器，特别是思科的IOS，顿悟：IOS就是尼玛的linux再次开发的，更确切的说应该叫它Unix-like。
& & 既然，linux可以支持强大的脚本编程，如shell编程、python等实现系统的自动化监控、自动化执行任务，那作为unix-like的IOS路由器是否也可以呢？如果可以实现，是不是就不需要定期做巡检采集配置文件、CPU利用率等重要信息备份工作了呢？
& & 答案是肯定的，万能的互联网告诉我有一种叫expect的语言可以实现这个功能。对于这个语言简单解释下：expect是一种交互式语言，通过expect期待一个内容，然后用send下发要执行的命令。这么说有点抽象，下面会举例说明。（通过shell编程来实现telnet/ssh，无法实现自动登录及自动执行其他命令。如果哪位大侠觉得可以，跪求方法。）
--------------废话分割线---------------
例一：实现思科ASR9K路由器配置文件的自动备份（华三、华为网络设备也支持）
1、需要：linux主机一台&TFTP服务器一台（windows也可以），必须和路由器路由可达
2、思路：①写expect脚本 ②写crontab&
3、步骤分解
一、写expect脚本实现设备自动登录，并上传配置文件到TFTP服务器
登录到linux主机：
& & vim asr9010.exp & & & & & & & & & //创建并编辑一个expect文件，后缀名可写成.exp
下面是asr9010.exp脚本内容：
& & &1 &#!/usr/bin/expect & & & & & & &//说明该脚本使用expect语言执行
& & &2 &#backup device configuration to tftp server & & & & &//注释
& & &3 &set username getlog & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &//创建变量username，赋值getlog
& & &4 &set password 123456 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &//创建变量password。这两个变量用于路由器的登录
& & &5 &set getlog &show running-config | file tftp://1.11.111.111/asr9010-huiyuan.cfg& &&
& & & & //设置变量getlog，赋值内容为路由器上需要操作的一条命令，即：上传配置文件到TFTP服务器
& & &6 &spawn telnet 1.11.111.112 & &//使用spawn创建一个进程，并执行telnet指令
& & &7 &sleep 1 & & & & & & & & & & & & & & & & //为避免命令执行过快，休眠1秒 & &
& & &8 &expect &username:& & & & & & & //若出现username：
& & &9 &send &$username\n& & & & & & &//输入变量username的值，即getlog，就是路由器登录的用户名
& & 10 &sleep 1
& & 11 &expect &password:&
& & 12 &send &$password\n& & & & & & //这里输入登录密码
& & 13 &send &$getlog\n& & & & & & & & & &//进入系统之后，执行变量getlog的值，即那一长串命令
& & 14 &send &exit\n& & & & & & & & & & & & &//退出系统
& & 15 &expect eof & & & & & & & & & & & & & &//检测执行结束
& & 16 &exit & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &//执行结束，关闭进程
用./asr9010.exp就可以执行该脚本（记得修改执行权限），运行过程会直接显示到屏幕上。
到TFTP上看下执行路径下就可以看到这个备份的配置文件啦（就不截图了），如果哪天不幸路由器数据丢失，可直接通过TFTP直接get配置文件到路由器进行数据恢复。
二、在linux主机上配置crontab，实现定期自动执行asr9010.exp脚本
crontab -e 进入crontab编辑模式
0 5 * * 1 /home/devicelog/asr9010.exp & & &//每周一早上凌晨5点准时执行/home/devicelog/目录下的asr9010.exp脚本，大功告成。再也不用傻乎乎的手动备份数据了。
------ 我是一条分割线 ----------
例二：自动备份路由器上的重要配置如：静态路由，并将备份内容以邮件附件形式发送到指定邮箱。且，附件命名要求带当天日期，如route-.txt
PS：方法与例一类似，就是需要在linux主机上配置邮件发送功能,expect结合bash、crontab可以共同完成。
时间有点晚，就不仔细写了。直接上效果图：
睡之前再废话一句：执行expect脚本时可以只用&重定向功能，这样就不会在屏幕上输出一大堆内容。当需要对输出的内容做过滤时，重定向到文件后可以用sed\grep\awk对其进行再次利用筛选。反正，linux就是只怕想不到没有做不到的。
再再废话一句：像思科一些IOS已经支持很多linux常用命令：egrep、vim、sort、uniq，etc。
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0.1.本文不涉及具体实现，也不涉及源代码，不剖析代码
0.2.本文不争辩Linux或者Cisco IOS不同版本之间的实现细节
0.3.本文不正确处请指出
Cisco无疑是网络领域的领跑者，而Linux则是最具活力的操作系统内核，Linux几乎可以实现网络方面的所有特性，然而肯定还有一定的优化空间，本文首先向Cisco看齐，然后从不同的角度分析Netfilter的对应特性，最终提出一个ip_conntrack的优化方案。
0.4.昨天女儿出生，她不哭也不闹，因此才能整理出这篇文档，这几天累坏了，但还是撑着整理了这篇文档
1.设计的异同
Netfilter是一个设计良好的框架，之所以说它是一个框架是因为它提供了最基本的底层支撑，而对于实现的关注度却没有那么高，这种底层支撑实际上就是其5个HOOK点：
PREROUTING：数据包进入网络层马上路由前
FORWARD：数据包路由之后确定要转发之后
INPUT：数据包路由之后确定要本地接收之后
OUTPUT：本地数据包发送(详情见附录4)
POSTROUTING：数据包马上发出去之前
1).HOOK点的设计：
Netfilter的hook点其实就是固定的&检查点&，这些检查点是内嵌于网络协议栈的，它将检查点无条件的安插在协议栈中，这些检查点的检查是无条件执行的
；对比Cisco，我们知道其ACL也是经过精心设计的，但是其思想却和Netfilter截然相反，ACL并不是内嵌在协议栈的，而是一种&外部的列表&，策略包含在这些列表中，这些列表必须绑定在具体的接口上方能生效，除了绑定在接口上之外，检查的数据包的方向也要在绑定时指定，这说明ACL只是一个外接的策略，可以动态分派到任何需要数据包准入检查的地方。
2.数据流的异同-仅考虑转发情况
1).对于Cisco，数据包的通过路径如下：
2).对于Linux的Netfilter，数据包的通过路径如下：
3.效率和灵活性
3.1.过滤的位置
从数据流的图示中可以看出Netfilter的数据包过滤发生在网络层，这实际上是一个很晚的时期，从安全性上考虑，很多攻击-特别是针对路由器/服务器本身的Dos攻击-此时已经形成了，一个有效的预防方式就是在更早的时候丢弃数据包，这也正是Cisco的策略：&在尽可能早的时候丢弃数据包&。而Cisco也正是这么做的，这个从上面的图示中可以看出。Cisco的过滤发生在路由之前。
3.2.过滤表的条目
由于Netfilter是内嵌在协议栈中的全局的过滤框架，加之其位置较高，很难对&哪些包应该匹配哪些策略&进行区分，而Cisco的ACL配置在网卡接口，并且指定了匹配数据包的方向，因此通过区分网卡接口和方向，最终一个数据包只需要经过&一部分而不是全部&的策略的匹配。比如从Ether0进入的数据包只会匹配配置在Ether0上入站方向的ACL。
3.3.NAT的位置
Netfilter的NAT发生在filter之前和之后，而Cisco的nat也发生在filter之中，这对二者filter策略的配置有很大的影响，对于使用Netfilter的系统，需要配置DNAT之后或者SNAT之前的地址，而对于Cisco，则需要配置DNAT之前或者SNAT之后的地址。
3.4.配置灵活性
3.4.1.Cisco的acl配置很灵活，甚至&配置到接口&，&指明方向&这一类信息都是外部的，十分符合UNIX哲学的KISS原则，但是在具体的配置上对工程师的要求更高一些，他们不仅仅要考虑匹配项等信息，而且还要考虑接口的规划。
3.4.2.Netfilter的设计更加集成化，它将接口和方向都统一地集成在了&匹配项&中，工程师只需要知道ip信息或者传输层信息就可以配置了，如果他们不关心接口，甚至不需要指明接口信息，实际上在iptables中，不使用-i和-o选项的有很多。
4.Netfilter优化
4.1.防火墙策略查找优化
4.1.1.综述
传统意义上，Netfilter将所有的规则按照配置的顺序线性排列在一起，每一个数据包都要经过所有的这些规则，这大大降低了效率，随着规则的增加，效率会近似线性的下降，如果能让一个数据包仅仅通过一部分的规则的匹配就比较好了。这就是说，我们要对规则进行分类，然后先将过往的数据包用高效的算法匹配到一个特定的分类，然后该数据包只需要再继续匹配该分类中规则就可以了。
&&&& 分类实际山很简单，它基于一个再简单不过的解析几何事实：在一条线段上，一个点将整个线段分为3部分：
因此，任何一个匹配项都可以归结为一个所谓的&键值&，在该键值空间中，一定有某种顺序可供排序，那么一个键值，就能将这个键值空间分为三个部分：大于，等于，小于。一维空间如此，N维空间亦如此，只是更精确，这里N是我们挑选出来的匹配域。为了更好的理解下面的论述，先给出两幅图。传统意义的防火墙规则匹配操作如下图所示，它是平坦的：
而优化后的防火墙规则匹配操作如下图所示，它是分维度的：
最终，只有虚线所围的区域有规则要匹配，只有数据包&掉进了&这些区域，才需要匹配规则，否则全部按照&策略&行事。当然，一个数据包不可能掉进两个区域。这里只考虑了源IP地址和目的IP地址这种二维的情形，如果加上第四层协议，端口等信息维度，匹配就更加精确了，并且，只要使用的&类&匹配算法足够精巧，操作是不会随着规则的增加而增加的，而这一部分内容正是我们马上就要讨论的内容
4.1.2.Cisco的优化策略
很多用过Cisco的人都知道，Cisco有一个叫做Turbo ACL的概念，这个Turbo ACL的要旨就是&不再用规则匹配数据包，而成为了使用数据包的信息查找需要匹配它的规则&。这就意味着在ACL插入系统的时候就要对其进行排序，然后数据包进入的时候，通过数据包的信息去查找排过续的规则集。
&&&& 想了解Cisco的技术细节，直接浏览其官方网站的Support是很有必要的，这里有最直接的讲述，Cisco的技术Support有一个很好的地方，那就是它有情景分析。我下面就用那上面的例子来进行分析，基本上基于一篇文档：《TURBO ACL》。
&&&& Turbo ACL定义了一系列的匹配域，如下图所示：
其中绿色的表示三层信息，红色的表示四层信息，粉色的表示第三层+第四层的信息。针对于每一个匹配域，都存在一个表，我们称为&值表&：
其中索引是为了查找和管理方便，而值则被填入规则中对应该表的匹配域的值，ACL位图指示该表的该记录匹配哪些ACL。因此，对于所有的匹配域，由于一共有8个匹配域，那么就有8个这样的表。为了更加容易理解，给出一个例子，首先看4条acl规则：
#access-list 101 deny tcp 192.168.1.0 0.0.0.255& 192.168.2.0 0.0.0.255 eq telnet
#access-list 101 permit tcp 192.168.1.0 0.0.0.255 192.168.2.0 0.0.0.255 eq http
#access-list 101 deny tcp 192.168.1.0 0.0.0.255& 192.168.3.0 0.0.0.255 eq http
#access-list 101 deny icmp 192.168.1.0 0.0.0.255 200.200.200.0 0.0.0.255&
这些规则填入匹配域表格后，匹配域表格如下：
然后仅给出一个&源地址1&的值表：
到此为止，我们已经给出了所有的静态的数据结构，接下来就是具体的动态操作了，归为一种算法。Cisco的规则匹配算法是分层次的，并且是可并行运算的，因此它的效率极其高效，整个算法分为两大部分：
1).数据包基于所有匹配域的位图查找
这个步骤是可以并行的，比如可以同时在两个处理器上查找&源地址1&的值表和&源地址2&的值表，从而最大化CPU利用率，以最快的速度得到两个位图，算法对于采用何种查找算法没有规定，取决于添加ACL时如何将匹配域的值插入对应值表。另外，哪种查找快用哪种，这是不争的事实，我们一般很少有动态插入的，一般都是静态插入的，因此对数据插入的性能要求并不高，关键要素是查找。这个查找算法的查找效率非常重要，好的算法如果是O(1)的，那就意味着匹配规则的过程消耗的时间不会随着规则的增加而增加，事实上即使是O(n)的查找算法， 也将N次的匹配操作转化为了按照一个比例小得多的a*N次的查找操作，往往a是一个很小的且小于1的数字...
2).多个位图多次的AND操作
取多个结果的交集，最终得到一条或者几条ACE。这种位图的算法是Cisco惯用的用空间换时间的策略，传说中的256叉树使用的也是这样的策略。
下面给出操作的流程图：
作为一个情景分析，我们考虑一个数据包到来，它的匹配域的值如下：
源地址1 : 192.168
源地址2 : 1.1
目的地址1 : 200.200
目的地址2 : 200.1
四层协议 : 0001 (ICMP)
针对此包的操作流程图如下，假设仅有上述举例的acl可用：
最终得到了0001，也就是仅有最后一条规则是匹配的。
&&&& 这样我们就结束了Turbo ACL的讨论，接下来就要看看Linux的Netfilter有没有什么对等的优化策略
4.1.3.Netfilter的filter优化策略
Netfilter有一个项目，叫做nf-HiPAC
，它的代码极端复杂，文档极端稀缺，功能相比iptables更加有限，加之Linux面对巨量规则的需求不多，因此HiPAC的受用性不高，然而从理论的角度去分析一下它也是有好处的。虽然啃HiPAC的代码是一件很恐怖的事情，然而浏览一下它并不很难，最终我们发现，它的实现和Turbo ACL基本是一致的，也是基于数据包首先匹配匹配域从而先得到分类，它使用了几乎相同然而更多一些的匹配域，和Turbo ACL不同的是，它没有使用位图，因为Linux可能不允许以空间换时间，呵呵...
&&&& HiPAC没有使用位图，这是因为它根本不需要位图，
因为Cisco并行的同时得到了所有匹配域值表的位图，因此只要将它们AND，就能得到最终结果，可是HiPAC并不是并行操作的，而是串行的，HiPAC对于每一个匹配域也有一个值表，由于一系列的匹配域按照一定的顺序排列好，比如：源地址-目的地址-协议-源端口-目的端口，因此其值表也有这样的串接关系，见下面：
在找到目的地址的匹配之前，是不会匹配协议以及后面的匹配域的。具体的规则挂接在最后的匹配域值表中。HiPAC并没有保留原始的配置规则，然后通过位图找到它们，而是直接将规则挂接在了它&应该在&的位置。一个HiPAC的流程图如下：
4.1.4.Cisco和Netfilter的对比
它们使用的查找算法十分一致，然而具体的操作却大相径庭，我们看到Cisco完全是在并行的处理，而Netfilter则一串到底。如果形象的理解，我们可以将整个操作比作在一个多维空间查找一个点。有两种方式：
1).N个维度同时向前推进，最终找到它们路径的相交区域；
2).先在第一个维度匹配，然后再匹配第二个维度...
我们发现，Cisco使用了第一个方法，而Netfilter使用了第二个。我想Netfilter不使用并行方式的原因有二：第一，Netfilter一般应用于Linux，而Linux是一个通用的操作系统，对于协议栈的支持只是其一部分功能而已，如果为协议栈引入并行机制，势必会造成一种不均衡的态势。第二，Linux一般情况下不会有成千上万的防火墙条目，而上述的优化算法在规则条目越多的情形下效果越明显。另外，对于Netfilter的nf-HiPAC的查找机制，又使得我想起了Linux的页表查找和路由表的trie树查找算法。
4.2.ip_conntrack优化
Netfilter的ip_conntrack模块实现了连接跟踪的功能，然而这个实现我总觉得有个美中不足的地方。那就是它对于IP分片的处理，Netfilter的ip_conntrack对于分段的处理就是合并分段，理由就是IP层是无连接的，而IP分段则无法得到第四层信息，因此为了得到第四层信息，必须等待所有分段到达，然后才能继续处理。这是个理由，并且说的很充分，然而我个人认为这肯定还是可以再优化的，我们可以再做一个层次来解决这件事，正如我们&仅仅保留一个流的五元素就能识别一个数据包是否属于该流&一样，我们也能为一个ip数据报保留一个&源ip/目的ip/协议/三层id&四元素，这四个元素唯一确定一个ip数据报(理由见附录)
，我们仅仅需要用一个ip分片匹配这四元素就能确定它属于哪个ip初始分片，而这也就知道了它属于哪个流，当然仅仅针对分段数据报保留这四元素即可，但是由于ip是不保证顺序的，如果到来的一个ip分片不是第一个分片，那怎么办？这个很简单，那只能等，等待第一个分片到来，得到四元素信息，然后再处理。
&&&& 这里给出一个流程图，原因是也只能给出这个图了，这篇文档是在医院写的，我家小小估计快要出生了...回头有时间再改代码吧，如果哪位大侠看了，觉得有点意思并且感兴趣的话，请一定尝试一下，然后给内核的Netfilter组提交一个patch，小弟在此大谢：
总之，nf-HIpac，采用串行(可以修正为并行)多维树查找算法，源于一种包分类算法，不再是规则匹配包，而成为了包寻找规则。维度的增加，约束相应增加，定位就更准确。查找所需的时间不管怎样要比依次匹配规则的时间更少，最终，最多只有一部分规则参与抉择。
4.3.基于优化后ip_conntrack的有状态防火墙
既然ip_conntrack被优化了，那它就不会为ip分片所累了(其实它原来就不会为其所累)。基于ip_conntrack实现一个有状态防火墙也不是一件难事，ip_conntrack中保留着该流第一个包到达时的数据包经过filter表时的匹配策略，具体来讲就是一个target，然后对于后续的包都直接按照这个target来执行。
&&&& 然而这种防火墙究竟和HiPAC相比有何不同的，这种防火墙在PREROUTING时去匹配流，第一个数据包还在在filter中匹配规则，而HiPAC只需要在filter中匹配规则即可，对于大量连接而言，流匹配肯定会慢，然而如果有大量规则，HiPAC不会降速的，这正是它的优势所在，正和Cisco的Turbo ACL一样。
5.一个细节-防火墙对IP分片的处理
5.1.问题之所在
在RFC1858中指明了两类ip分片的攻击
1).TCP小包攻击
对于这类攻击，很容易理解，首先给出一个IP数据报分片的第一个片：
然后再看第二个片：
分片的offset字段指示了tcp载荷的偏移，这样，攻击者认为防火墙无法识别分段的第四层信息，从而成功的绕过了防火墙的检测，攻击要点在于，将一个完整的TCP协议头硬拆成两段，咋可好！。实际上很长一段时间，Cisco的ACL只要匹配到数据报分片的第三层信息并且规则是permit，那么是一律放过的。实际上，RFC1858中给出了解决方案，需要限制TCP载荷分片的最小值，这也是RFC的建议(然则Cisco并不一定遵守)。
2).TCP重叠攻击(依赖重组算法)
和1)相比，这是一种间接的攻击方式，请看第一个IP分片：
再看第二个分片：
我们看到第一个都是正常的，只是第二个不正常，如果目的地主机的IP分片的合并算法有问题，第二个分片的信息就会覆盖掉第一个分片的tcp协议头信息，由于过滤规则无法从IP分段中获取四层信息，因此数据轻松绕过防火墙，从而实施攻击。标准并没有规定IP分片合并的具体约束，这是导致这个攻击得意存在的根本原因。
5.2.Cisco的处理
Cisco处理IP分片完全采用一种统一的方式，将是否允许其通过这件事完全交给了配置工程师们，它的流程图如下所示，流程图显示单个数据包匹配ACE的情形：
Cisco的工程师必须显示配置哪些分片不能通过。然而Cisco的IOS的新版本还是限制了RFC1858中提到的攻击分片的通过
5.3.Netfilter的处理
Netfilter直接禁止了RFC1858中提到的攻击分片的通过，流程图就不画了，给出一段代码即可：
static int
tcp_match(const struct sk_buff *skb,
const struct net_device *in,
const struct net_device *out,
const void *matchinfo,
int offset,
int *hotdrop)
const struct ipt_tcp *tcpinfo =
if (offset) {
if (offset == 1) {
duprintf(&Dropping evil TCP offset=1 frag./n&);
*hotdrop = 1;
//不允许这样的包通过
另外，Netfilter对于非第一个的IP分片，对于高于网络层的一切匹配项一律命中匹配，比如来了一个ip分片，对于tcp/udp的端口信息，一律匹配，然后直接执行target，这和Cisco的策略是不一样的，这一点从其流程图中可以看出来。
不管是Cisco还是Netfilter，它们都将匹配项分为了两类，一类是隐含的匹配项，这些项只包含三层信息，另一类是明确匹配项，这类匹配项包含更高层的信息
-对于Linux的Netfilter而言，这类隐含匹配项不需要注册，而明确匹配项需要注册，Cisco的方式未知，但是猜测不是这样的，应该都需要或者都不要注册。对于Netfilter的filter和Cisco的ACL，都是在隐含匹配项匹配的基础上才匹配明确匹配项的，可以参见Cisco处理ACL的流程图以及Linux内核的Netfilter代码：
//判断是否和隐含匹配项匹配，offset指示是否为ip分片
if (ip_packet_match(ip, indev, outdev, &e-&ip, offset)) {
针对每一个明确匹配项进行匹配，只要只要有一个不匹配，则跳到not-match，否则执行target。由于几乎所有注册的match对于ip分片都直接返回&匹配&，所有IP分片只需匹配隐含匹配则就算是匹配了。
not-match:
下一条规则
} while (还有其它规则)
站在一个比较高的层面上仔细观测Linux和Cisco IOS的网络设计，IOS的优势更多的在于它将几乎所有的精力都用到了网络方面，IOS的内核机制实际上要比Linux的简单得多，然而它依托于一个总体的良好设计，使得几乎任何事情都可以被配置出来，在IOS中，任何策略都是配置出来的，虽然它有一个默认配置文件，然而那也是配置出来的。
&&&& 而Linux的做法就完全不同，Linux的网络策略实际上是Netfilter和硬编码的结合，在Linux内核中(网络方面的代码)，我们可以看到很多注释，这些注释大多数是Alan Cox
添加的，很多都是说&为了遵循RFCXXXX...&。当然，这种硬编码也是可以配置的，比如使用sysctl工具，然而它不能使用一个统一的工具来配置，比如你不能使用ip命令打开ip_forward...
&&&& 我知道，使用Netfilter可以实现几乎Cisco IOS的所有功能，并且也可以做和IOS类似的优化，这正是Netfilter框架的优越性所在，然而虽然从外部看起来是一样的，但是要明白其实质是有很大差别的，另外Linux没有必要追赶Cisco IOS，这是没有意义的，即使做得比Cisco好，我相信大部分人还是会买Cisco的，因为市场的竞争中技术因素只占很小的一部分份额，正如很多人都在大搞Linux的Windows的兼容，这有必要吗，在Windows中有个注册表，Linux中就一定要有类似的吗？一切安好，在纯技术领域的讨论如果放到整个产品层面就会认为是倔强和顽固。
&&&& Netfilter框架设计的很好，每一个细节都值得细细品味，使用它，理解它，修改它，优化它，完善它，使用它...
这是一个很不错的学习过程，你也可以试试。
0.Netfilter到底属于谁？
0.1.Netfilter是一个框架
，它是独立于Linux内核的，它有自己的网站：http://www.netfilter.org/
0.2.Netfilter拥有几乎无限的可扩展性，
Liuux中使用的仅仅是它的一个很小的部分，大部分的内容作为可插拔的module处于待命状态
0.3.Netfilter的机制集成在Linux内核中，
然而它的策略扩展却处于一个独立的空间，我们说这种所谓的机制也仅仅是5个HOOK点。我们浏览netfilter.org就会知道，它里面融合了大量的策略，我们最熟悉的就是iptables了。上述提到的HiPAC也是Netfilter的扩展之一
0.4.足以看出，Netfilter有多强大，内核仅仅给出钩子点而已。
如果你嫌某些不好，你可以自己实现一个更好的
0.5.事实上，Netfilter中有很多的东西并没有集成在Linux内核。
1.一幅图：数据包的内核路径图
为了给出Linux内核中Netfilter的全景，给出一幅图，图中详细标示了其各个部分
2.ip_conntrack优化中使用四元素的理由：
ip层给出了4元素，明确跟踪了一个IP数据报，实际上TCP/IP的每一个层次的协议头都会提供一些该层PDU的跟踪信息，由于IP层是基于报文的，因此其跟踪信息完全标示一个IP数据报，一个分片的IP数据报的所有报文片段的这些跟踪信息相同。理解这一点十分简单和直接，正如TCP/UDP协议的端口号信息加上更低层次的跟踪信息就能标示一个流一样-一个流标示一个会话，有很多的数据报组成。在RFC791(非常非常重要的IP协议RFC)中，明确的指明了这一点，《tcp/ip详解》中也指示了这一点：
&&&& &标识字段唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发送一份报文它的值就会加1。&&RFC 791 [Postel 1981a]认为标识字段应该由让IP发送数据报的上层来选择。假设有两个连续的IP数据报，其中一个是由TCP生成的，而另一个是由UDP生成的，那么它们可能具有相同的标识字段。尽管这也可以照常工作（由重组算法来处理），但是在大多数从伯克利派生出来的系统中，每发送一个IP数据报，IP层都要把一个内核变量的值加1，不管交给IP的数据来自哪一层。内核变量的初始值根据系统引导时的时间来设置。&《TCP/IP详解(第一卷)》
3.conntrack-tools
首先声明：这不是Linux的错！也许，有时候，你的iptables规则清除了，然而数据包地址转换还在进行。这是ip_conntrack的chache引起的，然而这并不是问题，只要能使用工具解决的事情都不是问题，这个问题也能用工具解决，这个工具就是conntrack-tools，它能在任意时间删除任意的ip_conntrack的cache，具体怎么用，教你：1.下载；2.安装；3.man
4.Netfilter的HOOK点之OUTPUT位置设计
Netfilter中output这个hook点比较特殊，按照常理，output应该设计在路由前的，这也符合过滤尽量在早期发生的原则，然而我们发现Netfiler的output链却在路由之后，这里面到底有什么蹊跷呢？
4.1.output链在路由之后，侧重于&到底是容易被过滤还是容易没有路由&
4.2.过滤发生在路由之后，权衡点在于&可能没有路由还是可能被drop&。
4.3.skb的output函数是个回调函数，而这个回调函数是根据路由的结果以及路由策略设置的，因此最好将output链设置于路由之后，
这样就可以将ip的发送函数简单的写成：
int __ip_local_out(struct sk_buff *skb)
struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
iph-&tot_len = htons(skb-&len);
ip_send_check(iph);
return nf_hook(PF_INET, NF_INET_LOCAL_OUT, skb, NULL, skb-&dst-&dev,
dst_output);
static inline int dst_output(struct sk_buff *skb)
return skb-&dst-&output(skb);
注意，以上的dst是根据路由查找的结果初始化的。将DNAT挂在OUTPUT链上是没有问题的，因为DNAT改变了目的地址后，会重新路由，然后就会重新初始化dst字段，新的output函数也将获得。Netfilter将output确定在了路由之后以及在output上实施dnat保证了必定在路由之后确定skb的dst字段，否则dsk字段不确定的话，nf_hook函数就不好写了。
&&&& 总结起来就一点，Linux的IP层往下的发送例程是&路由查找结果&决定的，因此只有在路由查找之后才可确定发送函数，才可以挂载继续发送的钩子。
5.Cisco IOS/H3C VRP/GNU Linux
04年那年，接触了华三的设备，随后又使用了Cisco的，大概2年后，我看到Linux的shell界面时，我还以为这是Cisco呢...IOS和VRP的操作界面很类似，它们都属于核心网络设备这一块，侧重于核心路由和防火墙，配置可以很难，但是一定要灵活，迎合各种需求，无可非议，VRP借鉴了Cisco-虽然它的内核是BSD化的，Linux属于一个通用操作系统，核心网络不是它的应用场合。
6.预防IP欺骗的基于RFC2827经典配置
(1) 任何进入网络的数据包不能把网络内部的地址作为源地址。
(2) 任何进入网络的数据包必须把网络内部的地址作为目的地址。
(3) 任何离开网络的数据包必须把网络内部的地址作为源地址。
(4) 任何离开网络的数据包不能把网络内部的地址作为目的地址。
(5) 任何进入或离开网络的数据包不能把一个私有地址(Private Address)或在RFC1918中列出的属于保留空间(包括10.x.x.x/8、172.16.x.x/12 或192.168.x.x/16 和网络回送地址127.0.0.0/8.)的地址作为源或目的地址。
(6) 阻塞任意源路由包或任何设置了IP选项的包。
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