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raw socket 프로그래밍에서 특정 packet 을 drop 하는 방법

thisnome의 이미지
글쓴이: thisnome / 작성시간: 수, 2012/06/13 - 1:08오후

tcpdump 처럼 서버에 들어오는 모든 패킷을 살펴보는 프로그램을 만들어보고 있습니다.

raw socket 을 열고 recv 를 호출하면, 해당 기능이 동작하게 되는데요..

이렇게 제가 간단히 만든 프로그램에서 raw socket 으로 recv 를 한 이후에도 해당 패킷들은 서버내의 다른 프로그램들에게 잘 전달됩니다. tcpdump 를 작동시켰다고 tcpdump 가 패킷을 중간에 drop 하지 않는것 처럼 말이죠..

궁금한 점은 아래입니다. (사실 위에서 특정 프로세스가 읽고나서도 다른 프로세스가 또 읽는다는게 TCP , UDP, SCTP 등을 사용하는 프로그래밍만 해본 저로서는 좀 이상하기도 합니다. L4 에서는 특정 포트에 대해 binding 을 한 프로세스만 할 수 있어서 그런건지..)

이때, 특정 패킷에 대해서는 iptables 에서 패킷을 drop 하는것 처럼 다른 프로세스들이 읽지 못하게 하려면 어떻게 해야 하는가 입니다.

처음에 프로그램을 만들 때는, raw socket 으로 recv 한 것을 모두다 sendto 로 다시 돌려 주어야 다른 L4 (TCP/UDP... ) 주소를 바인딩한 프로그램들이 해당 패킷을 받을 것이라고 생각했었네요.

답변 부탁드립니다.

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프로그래밍 QnA
익명 사용자의 이미지

글쓴이: 익명 사용자 / 작성시간: 금, 2012/06/15 - 3:16오후

한 번도 이런 생각을 못하고 있었는데 흥미롭군요...
저는 10년이상 게임외는 컴퓨팅을 하지 않았으니 단순히 멋대로 추측하는 점 고려바랍니다.

커널의 수신 데이타그램 처리순서가
넷트웍루틴--전송루틴 : 사용자 버퍼로 덤프
생소켓은 fd 를 넷트웍 루틴에 위치시키는데 그러면 넷트웍루틴이 끝난 후 사용자버퍼로 덤프하고 커널버퍼를 비운다면 말씀하신것처럼 원래의 각 프로세서는 데이타를 받을 수 없습니다.
예를들어 넷트웍루틴이 끝난 후 tcpdump 의 버퍼로 덤프후 커널버퍼가 비워진다면 텔넷도 웹도 모든게 데이타를 받지 못하겠지만 이는 거짓이므로...

커널은 넷필터같은 추가 모듈을 구현하지 않은 커널은 전송루틴이 끝날 때까지 커널버퍼를 플러시하지 않는다.
즉 링버퍼-sk버퍼포인터-sock버퍼포인터 가 전송루틴 끝을 리턴할 때까지 유지된다.

하는게 제 추측입니다.

익명 사용자의 이미지

글쓴이: 익명 사용자 / 작성시간: 금, 2012/06/15 - 9:06오후

큰그림을 이해하시면 세부 범위는 검색을 통해 좁혀질수 있을 겁니다.

수신시
실제 데이타 위치 = 커널 풀링버퍼(백로그버퍼 ) = 랜카드 드라이버가설정한 DMA 버퍼 일정부분 = 도착한 패킷 MTU 별로 ( 300개까지) 쌓임 = 위에서 말한 커널버퍼

이 커널버퍼가 커널 최하단의 버퍼고 이 리스트 하나하나는 백로그 또는 풀링리스트 수치로 관리됨

하나의 블럭마다 무조건 skb 를 만들고
전송계층이 필요없는 icmp 또는 SAN 스토리지 프로토콜같은경우 전송계층 자료구조인 sock 은 생성되지 않고 skb 에서 끝나고 레퍼런스 카운터가 0 이면 실제 커널버퍼도 비워지고 백로그 카운터 -1

익명 사용자의 이미지

글쓴이: 익명 사용자 / 작성시간: 금, 2012/06/15 - 9:10오후

갤러기로 쓰는데 뭐가 짤렸네요...

생소켓은 커널 넷트웍루틴에.fd 를 둔다고 했는데 이는 정규 커널의 전송루틴을 대체한다는 말이며 커널은 이런 skb 에 대해 생소켓 리스트를 따로 갖고 있음 따라서 생소켓으로 호출된 fd 라고해서 모든 데이타그램을 볼 수 있는게 아님.

tcpdump 같은 경우 생소켓과 별개로 모든 데이타그램을 볼 수 있는 구현이 있는데 이는
시스템내의 모든 skb 를 읽든가 아니면 직접적으로 커널 풀링버퍼,백로그버퍼를 읽는 구현이 있을 것으로 추정

정상적인 데이타 흐름은
커널버퍼에 1패킷 도착=skb 생성 넷트워루틴 거침=sock 생성 전송루틴 거침=사용자 버퍼에 덤프 =sock 해제 skb 해제= 실제 커널버퍼의 패킷 삭제

질문하신것처럼 생소켓에서 특정 프로토콜 드랍은
생소켓구현 + 커널버퍼,skb,sock 직접제어
의 구현이 합해져야 하는 것이겠죠.
그럴바에야 넷필터 모듈을 통과시키는게 낫겠고....

흠
모바일로 답글 쓰려니 타이핑도 그렇고 모든게 난해합니다.짧은 말투 이해를...

태훈의 이미지

글쓴이: 태훈 / 작성시간: 금, 2012/06/15 - 9:18오후

SCTP를 하시는 분을 만나뵙게 되니 반갑네요. 석사 과정때 한창 연구했던 프로토콜 이었죠. :-)

raw socket에서는 패킷을 수정하거나 드랍 할 수 없습니다.

패킷을 드랍하거나 수정하는 것은 커널 레이어의 netfilter에서 해야 합니다. 단순 드랍하시는 것이면 iptables를 쓰시면 되구요.

원하시는 것을 하시려면 netfilter를 활용하시면 되겠네요.

Just do it!

declspec의 이미지

글쓴이: declspec / 작성시간: 금, 2012/06/15 - 10:46오후

RAW 소켓이든 일반 소켓이든
소켓 descriptor 를 통해서 데이터를 읽은것은
커널의 네트워크 체인의 어느 지점에서의 데이터의 복사본을 얻을 뿐이니
당연히 패킷을 drop 할 수 없습니다

네트워크 트래픽을 제어하려면 netfilter 같은 프레임워크로
네트워크 체인의 특정 지점에 후킹을 걸던지
직접 네트워크 디바이스 드라이버를 수정하거나 작성하거나 해야겠죠

iptables 는 netfilter 인터페이스를 사용하는 프로그램입니다

소켓별로 정확하게 어느 시점에서 어떤식으로 데이터의 복사가 이루어지는지는 궁금하네요

자기실력이 좋다고 느껴지는건 공부를 안하고 있다는 신호.

태훈의 이미지

글쓴이: 태훈 / 작성시간: 토, 2012/06/16 - 6:52오전

네트워크 디바이스 드라이버를 직접 수정하는 것은 너무 오버 입니다;;

말씀하신 것처럼, iptables 는 netfilter로 구현한 프로그램입니다. iptables로 할 수 있으면
netfilter로 새로 구현하기 보다는 그냥 iptables를 사용하는게 편합니다.

네트워크 드라이버와 리눅스 커널 네트워크 코드를 본지 몇년이 지나서, 저도 잘 모르지만
우선 PF_INET의 경우 inet_init 함수에서 프로토콜과 소켓 패밀리를 등록합니다.

http://lxr.linux.no/linux+v3.4.2/net/ipv4/af_inet.c#L1635

proto_register() 함수로 각 프로토콜을 등록하고, sock_register() 함수로 PF_INET 소켓
패밀리를 등록합니다. 여기서 등록한다는 것의 의미는 각 프로토콜에 따라 동작 함수를
설정한다는 의미입니다. 예를 들면, UDP 프로토콜은 다음과 같은 동작 함수들로 설정
되어 있습니다.

* http://lxr.linux.no/linux+v3.4.2/net/ipv4/udp.c#L1919

struct proto udp_prot = {
        .name              = "UDP",
        .owner             = THIS_MODULE,
        .close             = udp_lib_close,
        .connect           = ip4_datagram_connect,
        .disconnect        = udp_disconnect,
        .ioctl             = udp_ioctl,
        .destroy           = udp_destroy_sock,
        .setsockopt        = udp_setsockopt,
        .getsockopt        = udp_getsockopt,
        .sendmsg           = udp_sendmsg,
        .recvmsg           = udp_recvmsg,
        .sendpage          = udp_sendpage,
        .backlog_rcv       = __udp_queue_rcv_skb,
        .hash              = udp_lib_hash,
        .unhash            = udp_lib_unhash,
        .rehash            = udp_v4_rehash,
        .get_port          = udp_v4_get_port,
        .memory_allocated  = &udp_memory_allocated,
        .sysctl_mem        = sysctl_udp_mem,
        .sysctl_wmem       = &sysctl_udp_wmem_min,
        .sysctl_rmem       = &sysctl_udp_rmem_min,
        .obj_size          = sizeof(struct udp_sock),
        .slab_flags        = SLAB_DESTROY_BY_RCU,
        .h.udp_table       = &udp_table,
#ifdef CONFIG_COMPAT
        .compat_setsockopt = compat_udp_setsockopt,
        .compat_getsockopt = compat_udp_getsockopt,
#endif
        .clear_sk          = sk_prot_clear_portaddr_nulls,
};

'소켓별로 정확하게 어느 시점에서 어떤식으로 데이터의 복사가 이루어지는지'는
각 프로토콜에 따라 skb(소켓 버퍼)에 있는 패킷을 처리 한 뒤에,
skb_copy_and_csum_datagram_iovec() 함수로 커널 영역에 있는 패킷의 내용을
user 영역에 있는 어플리케이션 버퍼로 복사합니다.

* TCP> http://lxr.linux.no/linux+v3.4.2/net/ipv4/tcp.c#L1696
* UDP> http://lxr.linux.no/linux+v3.4.2/net/ipv4/udp.c#L1213
* RAW> http://lxr.linux.no/linux+v3.4.2/net/ipv4/raw.c#L707

(이때 발생하는 커널 -> 유저 영역으로 메모리 복사 오버헤드가 발생하게 되는데,
이것을 없애보고자 하는 것을 Zero Copy라고 합니다.)

오래된 기억에 의존한 것이라 제가 잘못 알고 있을지도 모릅니다. 잘못된 정보
수정이나 좀 더 자세한 내용을 덧 붙여주시는건 언제든지 환영입니다.

ps. 공부해야겠습니다.

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