iptables的限速測(cè)試總結(jié)

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一、iptables的簡(jiǎn)介

    iptables是用來設(shè)置、維護(hù)和檢查Linux內(nèi)核的IP數(shù)據(jù)包過濾規(guī)則的。

    iptables在對(duì)信息包進(jìn)行過濾處理時(shí)，是遵循一定的規(guī)則的，這些規(guī)則被存放在信息過濾表里面，防火墻會(huì)根據(jù)這些表里的規(guī)則對(duì)信息包進(jìn)行相應(yīng)的處理；而在這些信息過濾表中實(shí)際上是把規(guī)則下放到相應(yīng)的鏈上；iptables就是一個(gè)可以對(duì)這些信息過濾表進(jìn)行添加、修改、刪除規(guī)則的工具。

   其分為兩個(gè)模塊組成，一個(gè)是netfilter和iptables；netfilter是防火墻的模塊，主要在內(nèi)核空間是一些信息過濾表；iptables則是管理netfilter的工具。

二、iptables的表和鏈

    iptables主要由3個(gè)表組成，分別是filter、nat、mangle.在每個(gè)表里面會(huì)包含不同的鏈，我們主要是在表里面寫鏈上的定義規(guī)則（策略）

   默認(rèn)一般不指定就是使用filter表，主要包括3個(gè)鏈：INPUT鏈、FORWARD鏈和OUTPUT鏈；

    INPUT鏈主要是用來處理發(fā)送給自己的包，即數(shù)據(jù)包的目的地址是自己的。通過定義一些INPUT鏈的規(guī)則去對(duì)這些數(shù)據(jù)包采取一些相應(yīng)的動(dòng)作。

    FORWARD鏈主要是用來處理通過自己的數(shù)據(jù)包，即這個(gè)數(shù)據(jù)包通過自己，但源地址和目的地址都不是自己，針對(duì)這些數(shù)據(jù)包去采取相應(yīng)的動(dòng)作。

    OUTPUT鏈主要是處理自己生成的數(shù)據(jù)包，即源地址是自己的，去通過鏈上的規(guī)則去采取相應(yīng)的動(dòng)作。

下面簡(jiǎn)單說明一下3條鏈之間的關(guān)系：

   數(shù)據(jù)包來了先經(jīng)過判斷，然后選擇是INPUT鏈處理還是FORWARD鏈處理，出去的時(shí)候會(huì)判斷是不是OUTPUT鏈需要處理。

三、iptables鏈上的動(dòng)作

         在鏈上有很多的動(dòng)作可以執(zhí)行，比如ACCEPT、DROP、REJECT

    ACCEPT：對(duì)滿足規(guī)則條件的數(shù)據(jù)包允許通過

    DROP：丟棄數(shù)據(jù)包，并且是不返回信息的

    REJECT：丟棄數(shù)據(jù)包，返回拒絕的信息

四、iptables的命令參數(shù)說明

下面關(guān)于iptables命令的詳細(xì)參數(shù)簡(jiǎn)單說明一下：

-t(table)指定表

-A(append)追加，一般將新加的規(guī)則（策略）是追加到表中鏈上的末尾規(guī)則

-I(insert)插入鏈 后面加數(shù)字可以指定講規(guī)則加到相應(yīng)的行，默認(rèn)是所有規(guī)則最前面

-L(list)查看規(guī)則 可以加-n、-v參數(shù)效果查看更明顯

-F(flush)清除所有規(guī)則

-D(delete)刪除某個(gè)規(guī)則  可以指定相應(yīng)鏈上的規(guī)則順序號(hào)去刪除，--line-numbers可以查看

匹配數(shù)據(jù)包的一些條件參數(shù)：

-i進(jìn)入的網(wǎng)卡

-o出去的網(wǎng)卡

-s ip源地址IP

-d ip目的地址IP

--dport端口號(hào)  目的端口號(hào)

--sdport端口號(hào)  源端口號(hào)

五、iptables的規(guī)則匹配順序

   數(shù)據(jù)包通過防火墻的時(shí)候是要順序匹配策略的，從上往下依次匹配，一個(gè)包不符合某條規(guī)則，就會(huì)由后面的規(guī)則來處理，如果都不符合，就由缺省的策略處理。

六、實(shí)際線下測(cè)試

1）環(huán)境

下面是我自己線下測(cè)試的環(huán)境以及所寫的規(guī)則：

環(huán)境：3臺(tái)redhat6.5（VM虛擬機(jī)）

2）定義的規(guī)則

在開啟iptables的機(jī)器上寫入以下規(guī)則，這樣我們根據(jù)實(shí)際寫的規(guī)則去解釋一下：

#iptables -I FORWARD 1 -p tcp -i eth0 -o eth2 -s 192.168.2.3 -d192.168.3.3 --dport 80 -m limit --limit=500/s --limit-burst=1000  -j ACCEPT

這條規(guī)則是：允許轉(zhuǎn)發(fā)從eth0進(jìn)來的源IP為192.168.2.3，去訪問從eth2出去的目的IP為192.168.3.3的80端口（即http服務(wù)）的數(shù)據(jù)包，其中會(huì)對(duì)包的速率做匹配，是每秒轉(zhuǎn)發(fā)500個(gè)包，初始的burst值是1000

#iptables -I FORWARD 2 -p tcp -i eth2 -o eth0 -s 192.168.3.3 -d192.168.2.3 --dport 80 -m limit --limit=500/s --limit-burst=1000  -j ACCEPT

這條規(guī)則是：允許轉(zhuǎn)發(fā)從eth2進(jìn)來的源IP為192.168.3.3，去訪問從eth0出去的目的IP為192.168.2.3的80端口（即http服務(wù)）的數(shù)據(jù)包，其中會(huì)對(duì)包的速率做匹配，是每秒轉(zhuǎn)發(fā)500個(gè)包，初始的burst值是1000

#iptables -A FORWARD -p tcp -i eth0 -o eth2 -s 192.168.2.3 -d192.168.3.3 --dport 80 -j DROP

這是對(duì)從eth0進(jìn)來的源IP為192.168.2.3，并且從eth2出去的目的IP為192.168.3.3的80端口（即http服務(wù)）的數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄

#iptables -A FORWARD -p tcp -i eth2 -o eth0 -s 192.168.3.3 -d192.168.2.3 --dport 80 -j DROP     

這是對(duì)從eth2進(jìn)來的源IP為192.168.3.3，并且從eth0出去的目的IP為192.168.2.3的80端口（即http服務(wù)）的數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄

3）limit的相關(guān)解釋

   其中限速的實(shí)現(xiàn)是依靠limit規(guī)則做限制，兩條規(guī)則（ACCEPT和DROP）相配合實(shí)現(xiàn)的；通過對(duì)每秒匹配包的個(gè)數(shù)進(jìn)行限制，多余的由后面相應(yīng)的DROP規(guī)則去處理，這樣就實(shí)現(xiàn)了iptables限速

    --limit 500/s表示每秒500次; 1/m 則為每分鐘一次
    --limit-burst 表示允許觸發(fā) limit 限制的最大次數(shù) (預(yù)設(shè)5)

   這里的--limit-burst=1000相當(dāng)于說最開始我有1000的可以匹配的包去轉(zhuǎn)發(fā)，然后我匹配的包的個(gè)數(shù)是根據(jù)--limit=500/s進(jìn)行限制的，也就是每秒限制轉(zhuǎn)發(fā)500個(gè)數(shù)據(jù)包，多余的會(huì)被下面符合要求的DROP規(guī)則去處理，去進(jìn)行丟棄，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)包的限速問題。

   這里“l(fā)imit”這個(gè)詞準(zhǔn)確說，應(yīng)該是“按一定速率去匹配”,至于“限制”還是“放行”是后面 -j 動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的,limit 僅僅是個(gè) match 模塊，他的功能是匹配，匹配方式是按一定速率.用iptables的limit模塊,目標(biāo)是ACCEPT.當(dāng)你設(shè)置300/s時(shí),它大約每3ms發(fā)出一個(gè)令牌,獲得令牌的包可以發(fā)出去,沒有獲得令牌的包只能等待下一個(gè)令牌到來,這樣不會(huì)造成一些包丟失,更不會(huì)造成所謂“斷線”的

4）實(shí)際生成規(guī)則展示

   實(shí)際生成的規(guī)則如下，一般寫好的規(guī)則是放在內(nèi)存中的，重啟就會(huì)被清除，可以通過service iptables save 去保存定義好的規(guī)則，這樣重啟還是會(huì)存在的

5）測(cè)試數(shù)據(jù)

下面是一些線下測(cè)試限速的結(jié)果，僅供參考，具體以線上實(shí)際穩(wěn)定的速率為準(zhǔn)：

測(cè)試命令是通過：wget http://192.168.2.3/filename

羅列一下--limit=1000/s --limit-burst=1000的相關(guān)數(shù)據(jù)：

2016-08-2214:49:31 (55.4 MB/s) - “1M” saved [1048576/1048576]

2016-08-2214:49:31 (140 MB/s) - “10M” saved [10485760/10485760]

2016-08-2214:49:33 (23.7 MB/s) - “50M” saved [52428800/52428800]

2016-08-2214:49:36 (40.0 MB/s) - “100M” saved [104857600/104857600]

2016-08-2214:50:05 (34.8 MB/s) - “1G” saved [1073741824/1073741824]

2016-08-2214:52:15 (39.7 MB/s) - “5G” saved [5368709120/5368709120]

2016-08-2214:52:15 (37.4 MB/s) - “1M” saved [1048576/1048576]

2016-08-2214:52:15 (33.4 MB/s) - “10M” saved [10485760/10485760]

2016-08-2214:52:16 (62.5 MB/s) - “50M” saved [52428800/52428800]

2016-08-2214:52:18 (54.6 MB/s) - “100M” saved [104857600/104857600]

2016-08-2214:52:40 (46.9 MB/s) - “1G” saved [1073741824/1073741824]

2016-08-2214:55:02 (36.1 MB/s) - “5G” saved [5368709120/5368709120]

2016-08-2214:55:02 (35.3 MB/s) - “1M” saved [1048576/1048576]

2016-08-2214:55:02 (35.0 MB/s) - “10M” saved [10485760/10485760]

2016-08-2214:55:04 (37.4 MB/s) - “50M” saved [52428800/52428800]

2016-08-2214:55:05 (58.6 MB/s) - “100M” saved [104857600/104857600]

2016-08-2214:55:29 (42.8 MB/s) - “1G” saved [1073741824/1073741824]

2016-08-2214:57:24 (44.6 MB/s) - “5G” saved [5368709120/5368709120]

最后這是我測(cè)試改變相關(guān)參數(shù)后，iptables限速的一些數(shù)據(jù)：

6）分析

  通過對(duì)上面的數(shù)據(jù)分析，可以知道，利用iptables進(jìn)行限速主要是利用率iptables的limit模塊對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行匹配處理，從而實(shí)現(xiàn)限速的；--limit=match,這個(gè)是限定了匹配包的速率，換句話說就是每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)多少個(gè)數(shù)據(jù)包，這是對(duì)iptables做限速的最主要的參數(shù)，通過制定它就基本可以確定要控制的限制速率是多少；--limit-burst是允許觸發(fā) limit 限制的最大次數(shù)，默認(rèn)預(yù)設(shè)是5；也就是說最開始的5個(gè)包會(huì)被直接轉(zhuǎn)發(fā)，這時(shí)burst就會(huì)減為0，再來的包就會(huì)丟給下一條規(guī)則去處理（這里設(shè)定是DROP），直到limit參數(shù)產(chǎn)生新的令牌，才會(huì)繼續(xù)去匹配轉(zhuǎn)發(fā)。

   簡(jiǎn)單來說限速最主要的就是limit和burst，burst是最初有多少令牌可以去轉(zhuǎn)發(fā)包，后面limit會(huì)進(jìn)行按速率匹配，相當(dāng)于按時(shí)間補(bǔ)充令牌數(shù)，第一條規(guī)則達(dá)到速率上限就會(huì)把剩下的包丟給下一條規(guī)則去處理，我們下一條和它對(duì)應(yīng)的就是DROP，所以會(huì)把剩下的包丟棄，從而實(shí)現(xiàn)了限速。