Difference between revisions of "High Performance Firewall (Español)"

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La segunda opción es la que hice. La historia de como comenzó todo esto esta relacionada con una emergencia donde se quemaron/frieron un grupo de Cisco PIXs. No voy a profundizar en el tema.
 
La segunda opción es la que hice. La historia de como comenzó todo esto esta relacionada con una emergencia donde se quemaron/frieron un grupo de Cisco PIXs. No voy a profundizar en el tema.
  
===Los Echos===
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===Los Hechos===
: Tengo alrededor de 4 redes no enrutadas, con mascara 21, esto es 8 clases C cada una!!!. Esto genera una cantidad enorme de Direcciones MACs y aun más peligroso un número ENORME de BRADCAST, Esto es una locura, pero asi es como trabaja mi empresa.
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: Tengo alrededor de 4 redes no enrutadas, con máscara 21, esto es 8 clases C cada una!!!. Esto genera una cantidad enorme de Direcciones MACs y aun más peligroso un número ENORME de BRADCAST, Esto es una locura, pero así es como trabaja mi empresa.
  
 
: Me dieron 30 IPs públicas en 3 grupos
 
: Me dieron 30 IPs públicas en 3 grupos
  
: Y un PC, uno pequeño, no era la gran cosa.... Solo para probar. Después (8 meses) lo cambiamos por un PC real. Un monstruo!!!
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: Y un PC, uno pequeño, no era gran cosa.... Sólo para probar. Después (8 meses) lo cambiamos por un PC real. Un monstruo!!!
  
 
: Más tarde le añadimos una nueva clase C con un número creciente de subredes enrutadas .... EXTRA
 
: Más tarde le añadimos una nueva clase C con un número creciente de subredes enrutadas .... EXTRA

Revision as of 18:08, 4 November 2008

Template:I18n links start Template:I18n entry Template:I18n entry Template:I18n links end

Introducción

Imagina esto, tienes mas de 2 redes separadas por protocolo de VLAN trunk (IEEE 802.1q), las cuales llegan a ti via un punto de red Tagging (troncal) a través de un Switch administrable, en una linea 10/100/1000 (lo mejor es 100 FD naturalmente)

Tienes que compartir Internet a un número realmente grande de equipos y mantener un buen rendimiento. La primera opción es separar las redes en un número igual de puertas "access" (no TAG) y tal ves un numero igual o mayor de equipos firewalls. Esto no es realmente barato, pero funciona.

La segunda opción es la que hice. La historia de como comenzó todo esto esta relacionada con una emergencia donde se quemaron/frieron un grupo de Cisco PIXs. No voy a profundizar en el tema.

Los Hechos

Tengo alrededor de 4 redes no enrutadas, con máscara 21, esto es 8 clases C cada una!!!. Esto genera una cantidad enorme de Direcciones MACs y aun más peligroso un número ENORME de BRADCAST, Esto es una locura, pero así es como trabaja mi empresa.
Me dieron 30 IPs públicas en 3 grupos
Y un PC, uno pequeño, no era gran cosa.... Sólo para probar. Después (8 meses) lo cambiamos por un PC real. Un monstruo!!!
Más tarde le añadimos una nueva clase C con un número creciente de subredes enrutadas .... EXTRA

El Trabajo

Soporte de VLAN

La primera cosa que tenemos que hacer es darle al kernel la capacidad de trabajar con JumboFrames (paquetes con TAG). Esto se hace añadiendo el modulo 8021q al kernel

# modprobe 8021q

Y/o ponerlo en la sección modules en /etc/rc.conf

Lo siguiente es crear las tarjetas virtuales con el comando vconfig. Supongamos que tenemos las VLANes 20, 30, 40 y 50 en nuestra red troncal

# vconfig add ethX 20
# vconfig add ethX 30
...
# vconfig add ethX 50

Donde ethX es la nuestra tarjeta troncal. Para ver las tarjetas creadas colocamos el comando 'ifconfig -a' y asi obtenemos una lista

Entonces.... ahora solo le ponemos las direcciones privadas a nuestras tarjetas (usando eth1 como troncal)

# ifconfig eth1.20 192.168.0.1 netmask 255.255.248.0
# ifconfig eth1.30 192.168.8.1 netmask 255.255.248.0
...
 etc.

No voy a explica el orden da las IPs ni sus mascaras... eso es parte de tu propio estudio de networking

Hice una especie de daemon para esto. un archivo vlan.conf en /etc y uno vland en /etc/rc.d lo puedo compartir si quieren!!


El Firewall

Es realmente facil hacer un firewall/nat con iptables hay un monton de informacion y howtos y wikis al respecto

Solo manten en tu mente que vas a trabajar con un monton de tráfico, esto kiere decir, un monton de uso de CPU, asi es que manten tus reglas chiquitas, solo lo necesario, acepta todo por defecto, solo queremos hacer NAT, nada más...

Es buena idea acelerar ciertos puertos (80,442,25,110,21,20,53,etc), recuerda que cada paquete que pasa a través de nuestro firewall pasará a través de todas las reglas hasta que encuentre una que le calce o caiga en las politicas por defecto.

El NAT round robin

Si no sabes lo que es round robin googlea, pero la idea es esta. Pasa por la primera, después la siguiente y la siguiente y cuando se acaba vas de vuelta a la primera. Se aplica a muchas cosas.

Supongamos que tenemos una IP 200.AAA.BBB.6 y nuestro gateway es 200.AAA.BBB.1. Sin ningun problemas podemos poner estas parámetros por defecto en nuestra configuracion normal (/etc/rc.conf). No va a participar para nada en nuestro FIREWALL

Dije anteriormente que tenia 3 grupos de 10 IPs publicas cada uno...... Con esto, vamos a definir lo siguiente en el comienzo de nuestro script de firewall

Gr1='200.AAA.CCC.10-200.AAA.CCC.20'
Gr2='200.AAA.DDD.10-200.AAA.DDD.20'
Gr3='200.AAA.EEE.10-200.AAA.EEE.20'

Y las siguientes IMPORTANTES lineas:

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.0/21  -j SNAT --to $Gr1 #ACCESS VLAN 10
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.8.0/21  -j SNAT --to $Gr2 #ACCESS VLAN 20
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.15.0/21  -j SNAT --to $Gr1 #ACCESS VLAN 30
.... etc

Ahora, podemos jugar con esto, nótese que repetí el grupo 1 ($Gr1) para la vlan 30, podriamos tambien subdividir las redes ETC, iptables hace en forma automática Round Robin sobre cada grupo de IPs, no se necesita modificar nada!!!!

NO ES NECESARIO crear tarjetas virtuales (alias) para cada IP en cada grupo

Es importante que cada router real (router BGP) conozca a cada grupo de IP (dirigidos a nuestra primera IP pública, la que está por defecto) y lo publique via BGP (o similar) a los router "vecinos".

tips

Para acelerar algunos puertos podemos poner esto en la cabeza de nuestra cadena FORWARD

iptables -A FORWARD -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -p icmp -o eth0 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -p tcp -m multiport --dports 80,443,110,53 -j ACCEPT  # FAST FAST FAST 
iptables -A FORWARD -p udp  --dport 53 -j ACCEPT

Esto significa:

  • Los paquetes de tráfico solo pasaran 1 regla si estos son de una coneccion establecida.
  • Los paquetes de tráfico solo pasaran 2 reglas si son un PING o similar
  • Los paquetes solo pasaran 3 reglas si son http, correo osimilar
  • Y por ultimo los paquetes de DNS van a pasar3 o 4 reglas máximo antes de salir.

Los virus de los clientes van a matar el trafico de ti firewall, y no necesitamos conversaciones windows, asi que las bloqueamos

 #VIRUS
iptables -A FORWARD -p tcp --dport 135:139 -j DROP
iptables -A FORWARD -p tcp --dport 445 -j DROP
iptables -A FORWARD -p udp --dport 135:139 -j DROP
iptables -A FORWARD -p udp --dport 445 -j DROP

Si se puede, antes que lleguen a nuestra máquina

Alto Rendimiento

Llegamos a la parte que reamente importa de este Doc.

En nuestra carrera por obtener un gran número de hosts pasando a través de nuestra máquinas, olvidamos algunas cosas

  1. Olvidamos que es solo una targeta para, potencialmente, mas de 8000 direcciones físicas (MACs). La memoria compartida de la tarjeta no está preparada para esto!!!!!!
  2. Por defecto iptables tampoco está preparado para trabajar con este gran número de conecciones simultáneas

Asi que....

Para el primer problema.... Obtuve en su oportunidad me llegaron algunos mensajes de error relativos a esto..... Realmente lo siento, pero perdi estos logs y no recuerdo que decían.... Pero bueno, para solucionar esto tenemos que aumentar el umbral de la memoria a los "vecinos". Teclee esto y mire...

# cat /proc/sys/net/ipv4/neigh/default/gc_thresh1 
128
# cat /proc/sys/net/ipv4/neigh/default/gc_thresh2 
512
# cat /proc/sys/net/ipv4/neigh/default/gc_thresh3 
1024

Lo siguiente es poner esto en /etc/sysctrl.conf

net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1 = 512
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh2 = 1024
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh3 = 2048

Y ejecutar syscrtl -p para aumentar la memoria al doble!!!! (no se necesita reiniciar). Con esto eliminé los errores relativos a la tarjeta!!

Lo siguiente necesitara algun conocimiento sobre buckets, conntracks y hashsize (la manera de como iptables maneja las conecciones NAT). Existe un muy buen documento acerca de esto AQUÍ. LEALO!!!! Algunas cosas han cambiado desde que IPtables se conoce ahora como Netfirter.

Para resumir!!! escriba esto en su seccion de modulos en /etc/rc.conf

MODULES=(8021q 'nf_conntrack hashsize=1048576' nf_conntrack_ftp 
                               ...and other nf_stuff .......)

Lo último fué para eliminar ciertos problemas relativos a conecciones FTP que tuvimos en su oportunidad (creo que ya no es necesario, pero lo mantenemos por si acaso)

La seccion 'nf_conntrack hashsize=1048576' incrementa el numero hashsize (incrementa la memoria del kernel destinada a las conecciones de NAT) (necesita reiniciar o recargar el módulo :) escriba dmesg | grep conntrack antes y despues para ver los cambios)

Lo siguiente es poner algo similar en el archivo /etc/sysctrl.conf And the next is put some similar to the /etc/sysctrl.conf file

...
net.netfilter.nf_conntrack_max = 1048576
...

Y nuevamente el comando 'syscrtl -p

En mi caso es el mismo número, esto significa que tengo una coneccion por bucket (lea el documento). No necesito más. Por defecto iptables maneja una relacion de 1:8 es decir, 8 conecciones por bucket, con un bucket mucho mas reducido (no recuerdo bien si es esa la razon, por eso LEA EL DOC)

En nuestro caso hemos llegado a tener mas de 600.000 conecciones simultáneas con 2 targetas de 1GB. Se puede obtener este numero con el siguiente comando:

# cat /proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_count

Y lo pueden poner en un agente snmp para poder graficarlo en algun Server MRTG/CACTI.............. tarea para la casa

Un ejemplo aqui. (Noactualizado, no siempre ahí, pero trataré :))

Finalmente

Iproute2

Tenemos 3 grandes accesos a Internet!!! Este es el porque manejo 3 grupos de Ips clase C en este firewall (relativo a algunas restricciones de BGP). Asi es que tenemos 3 traficos entrantes que podemos manejar, pero solo uno de salida!!! nuestro gateway principal. Esto podría fácilmente ocupar nuestro ancho de banda de salida que contratamos. Asi que hay que separarlo.

Primero añadimos algunas tablas en el archivo /etc/iproute2/rt_tables.

# echo 200 PRO_1 >> /etc/iproute2/rt_tables
# echo 205 PRO_2 >> /etc/iproute2/rt_tables
# echo 210 PRO_3 >> /etc/iproute2/rt_tables

Puede ser menos, puede ser mas, depende del tráfico

Segundo, debemos dar un gateway por defecto a cada tabla

# ip route add default via 200.aaa.bbb.2 table PRO_1
# ip route add default via 200.aaa.bbb.3 table PRO_2
# ip route add default via 200.aaa.bbb.4 table PRO_3

(200.aaa.bbb.2-3-4 son otros router BGP) Es recomendado pero no necesario (solo para obtener respuestas de pings o cosas asi) poner las redes locales y sus interfaces a cada tabla.

# ip route add 192.168.0.0/21 via 192.168.0.1 table PRO_1
# ip route add 192.168.8.0/21 via 192.168.8.1 table PRO_1
# ip route add 192.168.15.0/21 via 192.168.15.1 table PRO_1
.....
lo mismo PRO_2, lo mismo PRO_3

Y la ñultima cosa es darle la orden a los paquetes entrantes

# ip rule add from 192.168.0.0/21 table PRO_1
....
....

Nuevamente podemos jugar con las tablas, incluso se puede subdividir y o agarrar a una interface completa!!!! Por ejemplo solo le queremoas dar a una clase C acceso por la tabla PRO_3

# ip rule add from 192.168.1.0/24 table PRO_3

Hay que poner esto antes de la <NET>/21 anterior

Y probar......

Tome un PC WIN/LIN/MAC en una de las redes privadas y haga un traceroute (tracert o similar) hacia alguna parte lejos de aqui

Antes de eso podria probar navegando a algun sitio que le entregue la ip como http://www.cualesmiip.es y ver cual es mi ip de salida instantanea, esperar un rato y volver a probar cual es la siguiente instantanea, etc.


Conclusiones

Actualmente estamos usando un PC con 2G Ram, Intel Pention 4 4.2 Dial y 2 NICs GB (una integrada y otra PCI-E), el máximo de CPU usada es menos de 80%....

Actualización

  • Recibí una gran sorpresa cuando actualicé el paquete net-snmp a la versión 5.4.1 (la cual utilizo para obtener las estadísticas), el uso de CPU bajo de un 80% a casi un 3%, y lo comprobé actualizando el bridge del cual hablo mas abajo...Con esto concluyo que tenemos para ponerle aun mucho más tráfico

Nuestro tráfico es cerca de los 180 MB de salida y entrada

Tenemos una poca de pérdida en las tarjetas. cerca de 1 paquete por segundo, comparado con el trafico es completamente despreciable

Actualización

  • Con la actualización ya no tenemos ninguna perdida

Aún así tuvimos un solo gran problema, el correo/SPAM saliente provocado por VIRUS/CHICOS_MALOS pueden bloquear todas las IPs en muy poco tiempo (en las listas negras publicas).

Para resolver esto tuvimos que hacer algo no muy ético, pero tuvimos que hacerlo.

Pusimos una máquina similar antes de nuestro firewall en una configuración BRIDGE bloqueando y redireccionando cada trafico por el puerto 25 a otra máquina Anti SPAM/VIRUS.

Para hacer esto es necesario darle al bridge la capacidad de trabajar con VLANes y una targeta virtual en cada red (en modo bridge esto es: br0.30, br0.40 etc) en cada red para darle respuesta al emisor de correo.

Funciona y el cliente no nota la diferencia.... Pero si hacemos telnet www.anywhere.net 25 obtenemos un saludo Hi I'm a scanner como respuesta. Es realmente bueno!!! y funciona!!! el correo saliente es enviado a traves de otra IP asi que nuestro grupo de 30 IPs se mantienen a salvo!!!.

Esto es todo amigos, tengo la esperanza de que esto ayuda a alguien, y es lo menos que puedo hacer para darles algo a cambio..

Sean fuertes, sean libres!!! PARA SIEMPRE!!!!!!!

CarLost 15:13, 12 October 2007 (EDT) from Chile

Gracias!!!