iptables 添加raw提高服务器性能之路

前几天准备把线上一批机器添加iptables。于是梳理出几个需要通外网的端口，80,81等。

防火墙规则如下：

#### filter table #############################################################
*filter
:INPUT ACCEPT [0:0]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [0:0]
-A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
-A INPUT -p icmp -j ACCEPT
-A INPUT -i lo -j ACCEPT
# sshd service
-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 22022 -j ACCEPT
# nginx service
-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 81 -j ACCEPT
# SSL
-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 443 -j ACCEPT
# IP range : 192.168.0.1 - 192.168.3.255
# The broadcast IP : 192.168.3.255
# No gateway IP for NAT, but usually 192.168.0.1 is reserved for NAT.
-A INPUT -s 192.168.0.0/22 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.10.0.0/20 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.100.255.0/24 -j ACCEPT
# 
-A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
-A FORWARD -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
#
COMMIT
#### filter table #############################################################

2级的10台nginx 开启这个防火墙策略后，由于疏忽，忘了修改内核参数nf_conntrack 的值，导致周六周日时，观察公网带宽流量急剧下降，因为这个参数是监听iptables 状态的一个表的大小。默认为几W吧。于是临时调整为1KW条，业务正常恢复。

周一到公司后，准备启用raw 表 来过滤到常用的nginx请求。因为nf_conntrack数目大了之后，会消耗CPU去翻查整张表，为了提高性能，所以使用raw表。

规则如下：

# Generated by iptables-save v1.4.21 on Tue Sep 26 16:26:50 2017
*filter
:INPUT ACCEPT [0:0]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [10317:831488]
-A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
-A INPUT -p icmp -j ACCEPT
-A INPUT -i lo -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 22022 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 80 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 81 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 443 -j ACCEPT
-A INPUT -s 192.168.0.0/22 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.10.0.0/20 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.100.255.0/24 -j ACCEPT
-A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
-A FORWARD -m state --state UNTRACKED -j ACCEPT
-A FORWARD -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
COMMIT
# Completed on Tue Sep 26 16:26:50 2017
# Generated by iptables-save v1.4.21 on Tue Sep 26 16:26:50 2017
*raw
:PREROUTING ACCEPT [52314:16887755]
:OUTPUT ACCEPT [10317:831488]
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 80 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 81 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 443 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p udp -j NOTRACK
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 80 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 81 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 443 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p udp -j NOTRACK
COMMIT

　　

发现telnet 不通外网IP。

使用raw表target track 功能 标记80端口的tpc包来跟踪为什么通不了。配置如下

# Generated by iptables-save v1.4.21 on Tue Sep 26 16:26:50 2017
*filter
:INPUT ACCEPT [0:0]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [10317:831488]
-A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
-A INPUT -p icmp -j ACCEPT
-A INPUT -i lo -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 22022 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 80 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 81 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 443 -j ACCEPT
-A INPUT -s 192.168.0.0/22 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.10.0.0/20 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.100.255.0/24 -j ACCEPT
-A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
-A FORWARD -m state --state UNTRACKED -j ACCEPT
-A FORWARD -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
COMMIT
# Completed on Tue Sep 26 16:26:50 2017
# Generated by iptables-save v1.4.21 on Tue Sep 26 16:26:50 2017
*raw
:PREROUTING ACCEPT [52314:16887755]
:OUTPUT ACCEPT [10317:831488]
-A PREROUTING -s xxxxxxxxx/32 -p tcp -m tcp --dport 80 -j TRACE
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 80 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 81 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 443 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p udp -j NOTRACK
-A OUTPUT -d xxxxxxxxx/32 -p tcp -m tcp --dport 80 -j TRACE
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 80 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 81 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 443 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p udp -j NOTRACK
COMMIT

　　centos7.2 在/var/log/message查看内核的跟踪信息如下图

重点讲一下路由跟踪的分析。

1、第一次我到达物理机匹配raw:PREROUTING:rule:2 这个规则，这些规则的行数使用iptables -t tablename -L -n的行数来的，如下图。

2、在匹配到raw表的第三行策略，为不标记因为是80 所以会匹配到。然后就直接匹配到 filter表的ONPUT链的第11行，经过3次循环的TPC SYN 然后就离开了。因为我们11行的策略为，如果上述filter表的inPUT链中没有匹配到的就会全部拒绝

3、后来思考了一下，为什么没有匹配到filter表的中间dport=80的这条规则，原因思考了一下，因为有一个-m state --state NEW 因为这条规则为 一条新连接且端口为80就放行，那么怎么定义这条新连接呢，就是在nf_conntrack表中来查询这个是不是新进来的连接。但是我们在80进来的时候已经进行了notrack了，所以就直接匹配到11行了。

4、修改后的iptables rules（跟踪已去掉）

*filter
:INPUT ACCEPT [0:0]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [56910980:19947845130]
-A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
-A INPUT -p icmp -j ACCEPT
-A INPUT -i lo -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 22022 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 80 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 81 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 443 -j ACCEPT
-A INPUT -s 192.168.0.0/22 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.10.0.0/20 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.100.255.0/24 -j ACCEPT
-A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
-A FORWARD -m state --state UNTRACKED -j ACCEPT
-A FORWARD -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
COMMIT
# Completed on Tue Sep 26 17:25:17 2017
# Generated by iptables-save v1.4.21 on Tue Sep 26 17:25:17 2017
*raw
:PREROUTING ACCEPT [48348514:18391836111]
:OUTPUT ACCEPT [56911513:19948023270]
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 80 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 81 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p tcp -m tcp --dport 443 -j NOTRACK
-A PREROUTING -p udp -j NOTRACK
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 80 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 81 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 443 -j NOTRACK
-A OUTPUT -p udp -j NOTRACK
COMMIT
# Completed on Tue Sep 26 17:25:17 2017

　　这条博文教大家遇到iptables 问题后，如何找到故障点。