Прокси-серверы

Прокси-сервер — специальная служба, расположенная между локальной сетью и Internet, которая обеспечивает доступ в Internet по протоколам прикладного уровня (HTTP, FTP и т. п.) для всех узлов локальной сети. Такой сервер может поддерживать аутентификацию пользователей, учёт и фильтрацию трафика.

Недостатком такой схемы является то, что клиент в локальной сети должен явным образом устанавливать соединение с прокси-сервером для запроса к удаленному узлу в Internet.

Межсетевой экран

Презентация 6-11: межсетевой экран iptables

В UNIX существует мощный механизм анализа сетевых и транспортных пакетов, позволяющий избавляться от нежелательной сетевой активности, манипулировать потоками данных и даже преобразовывать служебную информацию в них. Обычно такие средства носят название firewall («fire wall» — противопожарная стена, брандмауэр), общепринятый русский термин — межсетевой экран.

В различных версиях UNIX функциональность и управление межсетевым экраном может значительно различаться. В семействе операционных систем BSD используются программы ipfw и pf. В данном курсе будет рассматриваться приложение iptables, которое используется для организации межсетевого экрана в Linux.

Концепции iptables

Суть iptables в следующем. Обработка сетевого пакета системой представляется как его конвейерная обработка. Пакет нужно получить из сетевого интерфейса или от системного процесса, затем следует выяснить предполагаемый маршрут этого пакета, после чего отослать его через сетевой интерфейс либо отдать какому-нибудь процессу, если пакет предназначался нашему компьютеру. Налицо три конвейера обработки пакетов: «получить — маршрутизировать — отослать» (действие маршрутизатора), «получить — маршрутизировать — отдать» (действие при получении пакета процессом) и «взять — маршрутизировать — отослать» (действие при отсылке пакета процессом).

Между каждыми из этих действий системы помещается модуль межсетевого экрана, именуемый цепочкой. Цепочка обрабатывает пакет, исследуя, изменяя и даже, возможно, уничтожая его. Если пакет уцелел, она передает его дальше по конвейеру. В этой стройной схеме есть два исключения. Во-первых, ядро Linux дает доступ к исходящему пакету только после принятия решения о его маршрутизации, поэтому связка «взять — маршрутизировать» остается необработанной, а цепочка, обрабатывающая исходящие пакеты (она называется OUTPUT) вставляется после маршрутизации. Во-вторых, ограничения на «чужие» пакеты, исходящие не от нас и не для нас предназначенные, существенно отличаются от ограничений на пакеты «свои», поэтому после маршрутизации транзитные пакеты обрабатываются еще одной цепочкой (она называется FORWARD). Цепочка, обслуживающая связку «получить — маршрутизировать», называется PREROUTING, цепочка, обслуживающая связку «маршрутизировать — отдать» — INPUT, а цепочка, стоящая непосредственно перед отсылкой пакета — POSTROUTING (см. Рисунок 2.35, «Обработка пакета в iptables»).

Рисунок 2.35. Обработка пакета в iptables

Каждая цепочка представляет собой список правил, последовательно применяемых к анализируемому пакету. Каждое правило описывает некоторый набор свойств пакета и указывает действие, которое нужно произвести над пакетом с такими свойствами. Если пакет не имеет свойств, задаваемых первым правилом, к нему применяется второе, если второе также не подходит — третье, и так вплоть до последнего, правила по умолчанию, которое применяется к любому пакету. Если свойства пакета удовлетворяют правилу, над ним совершается указанное в правиле действие. Действие DROP уничтожает пакет, а действие ACCEPT немедленно выпускает его из таблицы, после чего пакет движется дальше по конвейеру. Некоторые действия, например LOG, никак не влияют на судьбу пакета, после их выполнения он остается в таблице: к нему применяется следующее правило, и т. д. до ACCEPT или DROP.

Одной из важных функций сетевого экрана является подмена адресов и модификация сетевых пакетов. NAT (Network Address Translation — подмена сетевых адресов) — это механизм, позволяющий организовать передачу пакетов между сетями, не имеющими сведений о сетевых адресах друг друга. Этот процесс, чем-то схожий с маршрутизацией, позволяет организовывать шлюзы локальных сетей в Internet, распределять внешние соединения на отдельные машины внутри сети и т. п.

Следует помнить, что чем больше транспортных соединений отслеживается межсетевым экраном, тем больше требуется оперативной памяти ядру Linux и тем медленнее работает процедура сопоставления проходящих пакетов таблице. Впрочем, мощность современных компьютеров позволяет без каких-либо затруднений обслуживать преобразование адресов для сети с пропускной способностью 100Мбит/с и даже выше.

Таким образом, администратору доступны несколько различных средст воздействия на прозодящие в системе сетевые пакеты и установленные сетевые соединения: фильтрация, подмена адресов, изменение различных параметров пакетов. Пример организации межсетевого экрана будет рассмотрен на практическом занятии.

Резюме

Презентация 6-12: резюме

Сеть состоит из различных аппаратно-программных узлов, для объединения которых используются стандартные протоколы. Эталонной моделью взаимодействия таких систем является семиуровневая модель OSI.

Протокол TCP/IP частично реализует уровни OSI. Основные протоколы IP (сетевого уровня) и TCP (транспортного уровня) позволили объединить разрозненные локальные сети в глобальную сеть Internet.

В UNIX основной сетевого взаимодействия является интерфейс, который находится между канальным и сетевым уровнем. Конфигурация TCP/IP включает в себя настройку интерфейса, маршрутизации и сервисов Internet, в первую очередь сервера доменных имен.

Для удаленного управления компьютерами используется программа telnet и её современных защищённый аналог — ssh.

Важным элементом сетевой инфраструктуры является межсетевой экран, который позволяет ограничить сетевой трафик и изменить его свойства. На лекции был рассмотрен межсетевой экран Linux — iptables.

Ключевые термины: OSI, физический уровень, канальный уровень, МАС-адрес, сетевой уровень, маршрутизатор, транспортный уровень, сеансовый уровень, уровень представления, прикладной уровень, сетевой интерфейс, IP-адрес, шлюз, служба доменных имен, удалённый терминал, прокси-сервер, межсетевой экран, цепочка, NAT