Ubuntu Server. Настраиваем роутер NAT + DHCP + Squid3

Более четырех лет назад мы опубликовали материал посвященный настройке роутера на базе Ubuntu Server. Тема оказалась весьма востребованной и популярной, но за прошедшее время некоторые настройки успели измениться, пусть и незначительно. В связи с этим мы решили вернуться к этой теме и опубликовать современную версию популярной статьи.

Онлайн-курс по устройству компьютерных сетей
На углубленном курсе "Архитектура современных компьютерных сетей" вы с нуля научитесь работать с Wireshark и «под микроскопом» изучите работу сетевых протоколов. На протяжении курса надо будет выполнить более пятидесяти лабораторных работ в Wireshark.

Мы не будем подробно останавливаться на установке системы и назначении тех или иных компонентов, об этом достаточно сказано в исходном материале, а уделим основное внимание отличиям в современных версиях Ubuntu Server и настраиваемых пакетах.

Настройка сети

В нашем примере внешний сетевой интерфейс - eth0 - имеет статические настройки, если же вы используете PPPoE или PPTP подключение, то для настройки подключения рекомендуем воспользоваться нашими материалами:

Начиная с версии 12.04 (мы рассматриваем только LTS версии и крайне не рекомендуем использовать на серверах промежуточные релизы) все сетевые настройки, в том числе и DNS-сервера указываются в одном месте, конфигурационном файле /etc/network/interfaces. Перед тем как приступать к настройке повысим права до суперпользователя:

sudo -s

затем откроем файл в штатном редакторе nano, работа с ним далека от удобства, но для изменения нескольких строк он вполне подойдет:

nano /etc/network/interfaces

Приведем его к следующему виду (настройки внешнего интерфейса приведены исключительно для примера):

auto eth0
    iface eth0 inet static
        address 172.18.0.106
        netmask 255.255.240.0
        gateway 172.18.0.1
        dns-nameservers 172.18.0.1 208.67.222.222

auto eth1
    iface eth1 inet static
        address 192.168.31.1
        netmask 255.255.255.0

post-up /etc/nat

Для указания DNS-серверов теперь используется директива dns-nameservers, если серверов несколько, они указываются в одну строку, через пробел.

Если вы получаете сетевые настройки от провайдера по DHCP, то настройки будут иметь вид:

auto eth0
    iface eth0 inet dhcp

Последней строкой идет автоматическая загрузка правил iptables из файла /etc/nat, который мы создадим позже.

Перезапустим сеть:

service networking restart

Если все сделано правильно, на сервере должен появиться интернет. После чего следует обновить пакеты на сервере и установить необходимый минимум утилит для администрирования:

apt-get update
apt-get upgrade
apt-get install mc ssh

Представлять двухпанельный менеджер с удобным редактором Midnight Commander (mc) мы думаем не нужно, как и SSH-сервер, дающий возможность удаленного администрирования.

Настройка NAT и брандмауэра

Технология сетевой трансляции адресов - NAT - позволяет организовать выход в интернет компьютеров локальной сети через один сетевой адрес. Данная технология абсолютно прозрачна для клиентских устройств и способна работать с любыми сетевыми приложениями и протоколами. За функции NAT в Ubuntu отвечает сетевой фильтр iptables, который предоставляет также функции брандмауэра.

В зависимости от политики сетевой безопасности существуют различные подходы к настройке брандмауэра. Мы предпочитаем задавать только базовые правила, исходя внутри сети из принципа: все что не запрещено - разрешено. Это позволяет свободно работать любым сетевым службам во внутренней сети и без помех выходить в интернет, обеспечивая при этом достаточный уровень безопасности. Для внешней сети запрещено все, что не разрешено и доступ к сетевым службам администратор должен разрешать явно.

Создадим файл настроек:

touch /etc/nat

и внесем в него следующее содержимое:

#!/bin/sh

# Включаем форвардинг пакетов
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

# Сбрасываем настройки брандмауэра
iptables -F
iptables -X
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X

# Разрешаем доступ из локальной сети
iptables -A INPUT -i eth1 -j ACCEPT

# Разрешаем инициированные нами подключения извне
iptables -A INPUT -i eth0 -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

# Разрешаем подключения по SSH
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

#Запрещаем входящие извне
iptables -A INPUT -i eth0 -j DROP

# Разрешаем инициированные нами транзитные подключения извне
iptables -A FORWARD -i eth0 -o eth1 -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

# Запрещаем транзитный трафик извне
iptables -A FORWARD -i eth0 -o eth1 -j DROP

# Включаем NAT
iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -s 192.168.31.0/24 -j MASQUERADE

Сохраним изменения и дадим нашему файлу права на исполнение:

chmod +x /etc/nat

перезагрузим сервер:

reboot

Теперь если вручную задать сетевые настройки для рабочей станции, указав в качестве шлюза наш роутер и любой доступный DNS-сервер, то не ней должен появиться доступ в интернет.

Настройка DHCP и кэширующего DNS

В принципе мы уже можем использовать наш роутер по назначению, однако ручное указание сетевых настроек, это даже не вчерашний, а позавчерашний день, поэтому DHCP-сервер является неотъемлемой частью сетей любого размера. Также имеет смысл настроить собственный кэширующий DNS-сервер, который не только снизит нагрузку на вышестоящие сервера и уменьшит время отклика, но также позволит создавать собственные записи для хостов внутренней сети, что может оказаться полезным при развертывании иных сетевых сервисов.

Все эти функции реализованы в одном пакете dnsmasq, который предельно прост в установке и настройке:

apt-get install dnsmasq

Функции кэширующего DNS-сервера становятся доступны сразу после установки и в настройке не нуждаются, однако следует явно указать интерфейсы, которые будет обслуживать dnsmasq. Для этого откроем файл /etc/dnsmasq.conf и изменим следующую строку (не забываем раскомментировать при необходимости):

listen-address=127.0.0.1, 192.168.31.1

Для настройки DHCP сервера достаточно указать диапазон пула адресов и срок аренды:

dhcp-range=192.168.31.100,192.168.31.199,255.255.255.0,12h

Перезапустим сервис:

service dnsmasq restart

После чего хосты внутренней сети будут получать все сетевые настройки автоматически.

Настройка кэширующего прокси-сервера Squid3

На заре своего развития основным назначением прокси-сервера Squid было кэширование трафика, сегодня, когда безлимитный интернет стал нормой жизни, эти возможности отходят на второй план, но остаются достаточно актуальными.

Squid поддерживает кэширование двух типов, в оперативной памяти и на диске. Сегодня можно встретить рекомендации отказаться от дискового кэша, мол проще скачать объект заново, чем искать его на диске. Однако мы считаем, что разумный размер дискового кэша при большом количестве клиентов позволяет эффективно использовать канал за счет хранения в кэше статических элементов: картинок, скриптов, CSS-файлов для часто посещаемых ресурсов.

Сразу предостережем от распространенной ошибки - использования для хранения кэша старых медленных дисков и выделения под кэш значительного пространства. В этом случае эффект будет прямо противоположен ожиданиям, время поиска объекта на диске при большой нагрузке будет занимать значительно больше времени, чем его повторное скачивание.

Но все преимущества Squid раскрываются тогда, когда появляется необходимость тонкой фильтрации трафика, здесь богатые возможности позволяют реализовывать самые разнообразные схемы, которые просто невозможно рассмотреть в рамках одного материала, получить все материалы по данной теме вы можете выполнив поиск по тегу squid.

Внимание! Начиная с Debian 9 и Ubuntu 16.04 вместо пакета squid3 снова используется squid, также аналогичным образом следует изменить все пути, т.е. вместо /etc/squid3 использовать /etc/squid.

Для установки squid выполните команду:

apt-get install squid3

Перейдем к настройкам. Для новичка конфигурационный файл squid может показаться излишне сложным, на самом деле большую часть его занимают подробные комментарии и примеры. Поэтому мы пойдем по файлу от начала к концу, указывая какие строки надо добавить или изменить. Откроем файл конфигурации /etc/squid3/squid.conf и перейдем к указанию группы доступа (acl) для локальной сети. Раскомментируем и исправим или добавим ниже строку:

acl localnet src 192.168.31.0/24

Затем, спускаясь далее по конфигурационному файлу найдем секцию отвечающую за правила доступа и убедимся, что она содержит следующие правила:

http_access allow localnet
http_access allow localhost
http_access deny all

Данная секция разрешает доступ для клиентов локальной сети, собственно сервера и запрещает всем остальным.

Теперь укажем порт, интерфейс и режим работы прокси-сервера.

http_port 192.168.31.1:3128 intercept

Параметр intercept указывает, что прокси работает в прозрачном режиме, т.е. не требует прямого указания прокси на клиентах.

Перейдем к указанию параметров кэша. Зададим доступный объем памяти и укажем максимальный объем кэшированного объекта в памяти:

cache_mem 1024 MB
maximum_object_size_in_memory 512 KB

При задании этих параметров исходите из доступной памяти сервера, но учтите, что кэш в памяти начинает эффективно работать только после "прогрева" и будет сброшен при перезагрузке или выключении сервера.

После чего укажем размер дискового кэша и его расположение:

cache_dir ufs /var/spool/squid3 2048 16 256

Размер кэша указывается в МБ, в нашем случае 2048 МБ - 2 Гб, следующие два числа указывают количество директорий первого и второго уровня, рекомендуем оставтить эти параметры без изменения.

Следующий параметр задает максимальный размер объекта в дисковом кэше:

maximum_object_size 4 MB

Далее по файлу укажем место хранения логов и количество ротаций:

access_log daemon:/var/log/squid3/access.log squid
logfile_rotate 31

В нашем случае логи хранятся 31 день, указывая это значение исходите из размеров лога и свободного места на диске, в любом случае этот параметр можно всегда изменить.

Внимание! В Ubuntu Server 12.04 (Squid 3.1) указанная выше строка должна иметь вид: access_log /var/log/squid3/access.log squid

Остальные параметры оставляем без изменений, сохраняем файл настроек.

Перед тем как перезапускать службу выполним проверку файла конфигурации:

squid3 -k check

Если команда отрабатывает без вывода - ошибок нет, в противном случае изучаем вывод и исправляем допущенные ошибки. После этого перезапустим службу, чтобы применить внесенные изменения.

service squid3 restart

В том случае, когда были изменены параметры кэша следует его перестроить:

service squid3 stop
squid3 -z
service squid3 start

Затем в /etc/nat добавляем правило заворачивающее http-трафик на squid:

# Заворачиваем http на прокси
iptables -t nat -A PREROUTING -i eth1 ! -d 192.168.31.0/24 -p tcp --dport 80 -j REDIRECT --to-ports 3128

Сохраняем изменения, перезагружаем сервер.

Обращаем ваше внимание, что squid3 в прозрачном режиме, в отличие от предыдущей версии, не принимает соединения, если в настройках прямо указано использование прокси.

В этом случае вы получите сообщение, что доступ запрещен:

Как видим, настройка роутера на современной платформе, несмотря на отличия, остается весьма простой и доступна для повторения широкому кругу читателей. В наших будущих материалах мы также будем принимать за основу роутер, настроенный именно по данному материалу, в тоже время с данным роутером будут работать все решения, опубликованные нами ранее, хотя для некоторых из них могут понадобиться незначительные корректировки.

Записки IT специалиста