Linux环境下透明代理完全解决方案

zt371 发布于 2009/05/05 17:49
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Linux环境下透明代理完全解决方案

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Ideal at Linuxaid

摘要:该文讨论了如何在Linux环境下如何通过Ipchains和squid实现透明代理。

硬件环境:3Com RAS1500 IBM Pc Server 320

软件环境:Redhat6.2 Squid 2.3.STABLE4



本文假设有这样的应用环境,网络中有一台拨号服务器为用户提供拨号接入服务,其IP地址为192.168.2.32,该服务器共有30条线,可供分配的IP地址为192.168.2.1-192.168.2.30。也就是说拨号用户得到的是一个内部IP,范围为1-31,在网络中专门为拨号用户设置一台Linux服务器,该服务器运行有Squid实现的代理服务器,并且配置了IPChains规则。Squid代理为客户的www访问提供了代理缓冲以增加其上网速度,而IPChains的运用却可以实现代理对于客户的透明化,同时对于非www访问提供互联网接入。

网络拓扑结构如下:



当然,如果希望使用透明代理加快局域网上网速度的话,原理是一样的,只有允许通过的ip范围不同,在这里我只允许拨号用户的IP地址通过该透明代理。

一、Squid的安装配置
1、什么是Squid

Squid是一个高性能的代理缓存服务器,Squid支持FTP、gopher和HTTP协议。和一般的代理缓存软件不同,Squid用一个单独的、非模块化的、I/O驱动的进程来处理所有的客户端请求。

Squid将数据元缓存在内存中,同时也缓存DNS查询的结果,除此之外,它还支持非模块化的DNS查询,对失败的请求进行消极缓存。Squid支持SSL,支持访问控制。由于使用了ICP(轻量Internet缓存协议),Squid能够实现层叠的代理阵列,从而最大限度地节约带宽。

Squid由一个主要的服务程序squid,一个DNS查询程序dnsserver,几个重写请求和执行认证的程序,以及几个管理工具组成。当Squid启动以后,它可以派生出预先指定数目的dnsserver进程,而每一个dnsserver进程都可以执行单独的DNS查询,这样一来就大大减少了服务器等待DNS查询的时间。

2、Squid的下载安装

从Squid的官方站点http://www.squid-cache.org下载该软件;

1) 将该文件拷贝到/usr/local目录。

2) 解开该文件 tar xvzf squid-2.3.STABLE4-src.tar.gz。

3) 解开后,在/usr/local生成一个新的目录squid-2.3.STABLE4

4) 进入squid
cd squid-2.3.STABLE4

5) 执行./configure 可以用./confgure --prefix=/directory/you/want指定安装目录。系统缺省安装目录为/usr/local/squid。

6) 执行 make all

7) 执行 make install

8) 安装结束后,squid的可执行文件在安装目录的bin子目录下,配置文件在etc子目录下。

3、Squid的配置

Squid配置文件为:/usr/local/squid/etc/squid.conf。安装成功以后,系统已经有了一个缺省的配置文件,用户仅仅需要修改该配置文件即可。首先我将Squid用在透明代理时的配置文件中必须打开的选项的内容列举如下:


http_port 8080
cache_mem 32 MB
cache_swap_low 90
cache_swap_high 95
maximum_object_size 4096 KB
cache_dir ufs /usr/local/squid/cache 1200 16 256
cache_access_log /usr/local/squid/logs/access.log
cache_log /usr/local/squid/logs/cache.log
dns_nameservers 210.12.114.130
unlinkd_program /usr/local/squid/bin/unlinkd
acl all src 0.0.0.0/0.0.0.0
http_access allow all
cache_effective_user nobody
cache_effective_group nobody
httpd_accel_host virtual
httpd_accel_port 80
httpd_accel_with_proxy on
httpd_accel_uses_host_header on 

* http_port 
说明:定义squid监听HTTP客户连接请求的端口。缺省是3128,如果使用HTTPD加速模式 则为80。你可以指定多个端口,但是所有指定的端口都必须在一条命令行上。

*cache_mem (bytes)

说明:该选项用于指定squid可以使用的内存的理想值。这部分内存被用来存储以下对象:In-Transit objects (传入的对象)
Hot Objects (热对象,即用户常访问的对象)
Negative-Cached objects (消极存储的对象)
需要注意的是,这并没有指明squid所使用的内存一定不能超过该值,其实,该选项只定义了squid所使用的内存的一个方面,squid还在其他方面使用内存。所以squid实际使用的内存可能超过该值。缺省值为8MB。

*cache_dir Directory-Name Mbytes Level-1 Level2

说明:指定squid用来存储对象的交换空间的大小及其目录结构。可以用多个cache_dir命令来定义多个这样的交换空间,并且这些交换空间可以分布不同的磁盘分区。"directory "指明了该交换空间的顶级目录。如果你想用整个磁盘来作为交换空间,那么你可以将该目录作为装载点将整个磁盘mount上去。缺省值为/var/spool/squid。“Mbytes”定义了可用的空间总量。需要注意的是,squid进程必须拥有对该目录的读写权力。“Level-1”是可以在该顶级目录下建立的第一级子目录的数目,缺省值为16。同理,“Level-2”是可以建立的第二级子目录的数目,缺省值为256。为什么要定义这么多子目录呢?这是因为如果子目录太少,则存储在一个子目录下的文件数目将大大增加,这也会导致系统寻找某一个文件的时间大大增加,从而使系统的整体性能急剧降低。所以,为了减少每个目录下的文件数量,我们必须增加所使用的目录的数量。如果仅仅使用一级子目录则顶级目录下的子目录数目太大了,所以我们使用两级子目录结构。

那么,怎么来确定你的系统所需要的子目录数目呢?我们可以用下面的公式来估算。

已知量:

DS = 可用交换空间总量(单位KB)/ 交换空间数目

OS = 平均每个对象的大小= 20k

NO = 平均每个二级子目录所存储的对象数目 = 256

未知量:

L1 = 一级子目录的数量

L2 = 二级子目录的数量

计算公式:

L1 x L2 = DS / OS / NO

注意这是个不定方程,可以有多个解。



* cache_swap_low (percent, 0-100)
  cache_swap_high (percent, 0-100)

说明:squid使用大量的交换空间来存储对象。那么,过了一定的时间以后,该交换空间就会用完,所以还必须定期的按照某种指标来将低于某个水平线的对象清除。squid使用所谓的“最近最少使用算法”(LRU)来做这一工作。当已使用的交换空间达到cache_swap_high时,squid就根据LRU所计算的得到每个对象的值将低于某个水平线的对象清除。这种清除工作一直进行直到已用空间达到cache_swap_low。这两个值用百分比表示,如果你所使用的交换空间很大的话,建议你减少这两个值得差距,因为这时一个百分点就可能是几百兆空间,这势必影响squid的性能。缺省

cache_swap_low 90
cache_swap_high 95

* maximum_object_size 

说明:大于该值得对象将不被存储。如果你想要提高访问速度,就请降低该值;如果你想最大限度地节约带宽,降低成本,请增加该值。单位为K,缺省值为:

maximum_object_size 4096 KB

* cache_dir Directory-Name Mbytes Level-1 Level2

说明:指定squid用来存储对象的交换空间的大小及其目录结构。可以用多个cache_dir命令来定义多个这样的交换空间,并且这些交换空间可以分布不同的磁盘分区。"directory "指明了该交换空间的顶级目录。如果你想用整个磁盘来作为交换空间,那么你可以将该目录作为装载点将整个磁盘mount上去。缺省值为/var/spool/squid。“Mbytes”定义了可用的空间总量。需要注意的是,squid进程必须拥有对该目录的读写权力。“Level-1”是可以在该顶级目录下建立的第一级子目录的数目,缺省值为16。同理,“Level-2”是可以建立的第二级子目录的数目,缺省值为256。为什么要定义这么多子目录呢?这是因为如果子目录太少,则存储在一个子目录下的文件数目将大大增加,这也会导致系统寻找某一个文件的时间大大增加,从而使系统的整体性能急剧降低。所以,为了减少每个目录下的文件数量,我们必须增加所使用的目录的数量。如果仅仅使用一级子目录则顶级目录下的子目录数目太大了,所以我们使用两级子目录结构。

那么,怎么来确定你的系统所需要的子目录数目呢?我们可以用下面的公式来估算。

已知量:

DS = 可用交换空间总量(单位KB)/ 交换空间数目

OS = 平均每个对象的大小= 20k

NO = 平均每个二级子目录所存储的对象数目 = 256

未知量:

L1 = 一级子目录的数量

L2 = 二级子目录的数量

计算公式:

L1 x L2 = DS / OS / NO

注意这是个不定方程,可以有多个解。

* cache_access_log

说明:指定客户请求记录日志的完整路径(包括文件的名称及所在的目录),该请求可以是来自一般用户的HTTP请求或来自邻居的ICP请求。缺省值为:

cache_access_log /var/log/squid/access.log

如果你不需要该日志,可以用以下语句取消:

cache_access_log none

* cache_log

说明:指定squid一般信息日志的完整路径(包括文件的名称及所在的目录)。缺省路径为:

cache_log /var/log/squid/cache.log

* dns_nameservers 100.100.100.101

该选项用来定义Squid进行域名解析时使用的域名服务器的,因为在使用代理协议时,客户端并不进行域名查询,而是通过代理进行的,因此需要为代理服务器指定域名服务器来进行域名解析。

* unlinkd_program

说明:指定文件删除进程的完整路径。

缺省设置为:unlinkd_program /usr/lib/squid/unlinkd

* acl

说明:定义访问控制列表。

定义语法为:
acl aclname acltype string1 ...
acl aclname acltype "file" ...
当使用文件时,该文件的格式为每行包含一个条目。

acltype 可以是 src dst srcdomain dstdomain url_pattern urlpath_pattern time port proto method browser user 中的一种。

分别说明如下:

src 指明源地址。可以用以下的方法指定:

acl aclname src ip-address/netmask ... (客户ip地址)
acl aclname src addr1-addr2/netmask ... (地址范围)

dst 指明目标地址。语法为:

acl aclname dst ip-address/netmask ...(即客户请求的服务器的ip地址)

srcdomain 指明客户所属的域。语法为:

acl aclname srcdomain foo.com ... squid将根据客户ip反向查询DNS。

dstdomain 指明请求服务器所属的域。语法为:

acl aclname dstdomain foo.com ... 由客户请求的URL决定。 

注意,如果用户使用服务器ip而非完整的域名时,squid将进行反向的DNS解析来确定其完整域名,如果失败就记录为“none”。

time 指明访问时间。语法如下: 

acl aclname time [day-abbrevs] [h1:m1-h2][hh:mm-hh]

day-abbrevs:

S - Sunday
M - Monday
T - Tuesday
W - Wednesday
H - Thursday
F - Friday
A - Saturday

h1:m1 必须小于 h2:m2,表达示为[hh:mm-hh]。

port 指定访问端口。可以指定多个端口,比如:

acl aclname port 80 70 21 ...
acl aclname port 0-1024 ... (指定一个端口范围)

proto 指定使用协议。可以指定多个协议: 

acl aclname proto HTTP FTP ...

method 指定请求方法。比如:

acl aclname method GET POST ...

这里定义了一个名为all的组,包括所有的主机。

*http_access

说明:根据访问控制列表允许或禁止某一类用户访问。

如果某个访问没有相符合的项目,则缺省为应用最后一条项目的“非”。比如最后一条为允许,则缺省就是禁止。所以,通常应该把最后的条目设为"deny all" 或 "allow all" 来避免安全性隐患。

这里我们允许所有的地址访问代理服务,但是在下面我们使用Ipchains来限制只允许拨号用户来访问该透明代理服务器。

* cache_effective_user

cache_effective_group

说明:如果用root启动squid,squid将变成这两条语句指定的用户和用户组。缺省变为squid用户和squid用户组。注意这里指定的用户和用户组必须真是存在于/etc/passwd中。如果用非root帐号启动squid,则squid将保持改用户及用户组运行,这时候,你不能指定小于1024地http_port。

cache_effective_user nobody

cache_effective_group nobody

*httpd_accel_host virtual

httpd_accel_port 80

这两个选项本来是用来定义squid加速模式的。在这里我们用virtual来指定为虚拟主机模式。80端口为要加速的请求端口。采用这种模式时,squid就取消了缓存及ICP功能,假如你需要这些功能,这必须设置httpd_accel_with_proxy选项。

* httpd_accel_with_proxy on

该选项在透明代理模式下是必须设置成on的。在该模式下,squid既是web请求的加速器,又是缓存代理服务器。

* httpd_accel_uses_host_header on

在透明代理模式下,如果你想让你代理服务器的缓存功能正确工作的话,你必须将该选项设为on。设为on时,squid会把存储的对象加上主机名而不是ip地址作为索引。这一点在你想建立代理服务器阵列时显得尤为重要。

4、Squid的启动

首先确定你的内核已经配置了以下特性:

[*] Network firewalls

[ ] Socket Filtering

[*] Unix domain sockets

[*] TCP/IP networking

[ ] IP: multicasting

[ ] IP: advanced router

[ ] IP: kernel level autoconfiguration

[*] IP: firewalling

[ ] IP: firewall packet netlink device

[*] IP: always defragment (required for masquerading)

[*] IP: transparent proxy support

如果没有,请你重新编译内核。一般在RedHat6.x以上,系统已经缺省配置了这些特性。

下来,需要为Squid创建 Cache目录,使用如下命令来创建:

[root@squid bin]# /usr/local/squid/bin/squid –z

下来需要指定Log目录为nobody用户具有写权限:

[root@squid squid]# chmod 777 /usr/local/squid/etc

然后就可以使用命令:

[root@dserv bin]# /usr/local/squid/bin/squid

来启动该服务器。启动以后察看启动进程,一般应该有如下的进程:

root 558 0.0 0.0 3300 0 ? SW 2000 0:00 [squid]

nobody 559 0.6 53.6 53600 51284 ? S 2000 74:29 (squid)

nobody 560 0.0 0.0 1088 84 ? S 2000 0:11 (unlinkd)

二、IPChains过滤规则的设立
首先应该打开包转发功能:

echo 1 >; /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

为了让启动时能自动打开包转发功能,可以将上一行的内容添加到/etc/rc.d/rc.local文件的末尾。

这里我只允许拨号用户使用该透明代理,因此我的过滤规则数据文件内容如下:

:input ACCEPT

:forward DENY

:output ACCEPT

-A input -i lo -j ACCEPT

-A input -p tcp -s 192.168.2.0/27 -d 0.0.0.0/0 80 -i eth0 -j REDIRECT 8080

-A input -s ! 192.168.2.0/27 -d 0.0.0.0/0 -i eth0 -j DENY

-A forward -s 192.168.2.0/27 -d 0.0.0.0/0.0.0.0 -i eth1 -j MASQ


其中-A input -i lo -j ACCEPT表示接收所有的回送包;

-A input -p tcp -s 192.168.2.0/27 -d 0.0.0.0/0 80 -i eth0 -j REDIRECT 8080表示将拨号用户所在IP地址的目标端口为80的TCP包重定向到8080端口;

-A input -s ! 192.168.2.0/27 -d 0.0.0.0/0 -i eth0 -j DENY指示其他所有源地址不是拨号用户的数据都统统被丢弃;

-A forward -s 192.168.2.0/27 -d 0.0.0.0/0.0.0.0 -i eth1 -j MASQ转发并伪装拨号用户的其他数据。

最后,使用客户机进行测试,只需要设置默认网关为透明代理就可以上网,同时享受代理带来的快速。

三、参考文献
IPCHAINS-HOWTO

Squid Manual



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