高速的网络抓包库PF_ring介绍及编译安装
1. PF_RING介绍
PF_RING是Luca Deri发明的提高内核处理数据包效率,并兼顾应用程序的补丁,如Libpcap和TCPDUMP等,以及一些辅助性程序(如ntop查看并分析网络流量等)。PF_RING是一种新型的网络socket,它可以极大的改进包捕获的速度。并且有如下特征:
1) 可以用于Linux 2.6.18以上的内核;
2) 4.x版本的pf_ring可以直接应用于内核,不需要给内核打补丁;
3) PF_RING驱动可以进行包捕获的加速;
4) 支持使用商用网络适配器的10 GB的硬件包过滤
5) 设备驱动无关(推荐使用支持NAPI的网卡(intel网卡)来获得最好的性能);
6) 基于内核的包捕获和采样;
7) Lipcap支持与基于pcap的应用程序的无缝集成;
8) 可以指定上百个头过滤到BPF中;
11)可以工作在混杂模式(经过网卡的报文全部可以被捕获到);
2. 编译
编译安装PF_RING之前需要卸载原来的网卡驱动,卸载之前使用ethtool命令查看当前网卡的类型和驱动版本。
# ethtool -i ethx
# lsmod | grep e1000e
# rmmod e1000e 此处为e1000e驱动
注:如果使用ssh远程卸载驱动会造成网络不能连接,务必现场操作。
2.1. 编译内核
解压缩PF_RING安装包,进入到Kernel目录下编译和安装内核补丁。
# tar -zxf PF_RING.4.7.0.tar.gz
# cd PF_RING.4.7.0/kernel
# make
# sudo make install 内核安装需要root用户权限
insmod <PF_RINGPATH>/kernel/pf_ring.ko [transparent_mode=0|1|2]
[min_num_slots=x][enable_tx_capture=1|0][enable_ip_defrag=1|0][quick_mode=1|0]
实例:
# sodu insmod pf_ring.ko transparent_mode=1
当PF_RING激活时,会创建/proc/net/pf_ring目录,使用cat命令查看设置:
# cat /proc/net/pf_ring/info
注1:为了编译PF_RING内核模块,你需要安装Linux内核的头文件(或者内核源代码)。
2.2. 编译用户空间PF_RING库
# cd ../userland/lib
# ./configure
# make
# sodu make install
如果需要使用libpcap抓包分析,请卸载之前安装的libpcap,然后进入/userland/libpcap-xxx-ring/目录下配置、编译和安装驱动。
# rpm -qa libpcap 查看安装的libpcap,如果有libpcap则强制卸载
# rpm -e libpcap --nodefs
# cd ../libpcap
# ./configure
# make
# sudo make install
注:为了使用pf_ring的优点,请使用pf_ring使能的libpcap.a重新编译应用。
进入到userland/examples目录编译例子程序。
# cd <PF_RING PATH>/userland/examples
# make
# ./pfcount -i eth0 捕获eth0网口的数据报文
注:使用drivers/intel/ixgbe下的驱动(支持DNA的ixgbe驱动的网卡)+DNA驱动技术可以达到线速采集,PF_RING模块必须在DNA驱动之前加载。
2.3. 编译网卡的驱动
进入到drivers目录下,根据ethtool -i ethx命令查看的网卡类型和驱动进入指定的目录进行编译和安装。
# cd ../../ drivers/intel/e1000e/e1000e-1.3.10a/src
# make
# sodu make install
开始安装驱动,进入/lib/modules/<redhat-version>/kernel/net目录,可以看到有pf_ring目录,进入到该目录下进行PF_RING模块的安装。
# sodu insmod pf_ring.ko transparent_mode=1
安装网卡驱动,进入到目录lib/modules/<redhat-version>/kernel/drivers/net下进行网卡驱动安装。
# sodu insmod e1000e.ko
# sodu modprobe e1000e (只能载入/lib/modules/<kernel ver>/中模块)
安装完毕,使用dmesg命令查看驱动是否安装成功,如果成功的话,可以看到:
# dmesg
pf_ring会安装一个类型为27的协议簇,可以使用sock(pf_ring, sock_raw,0)打开一个socket,使用libpcap的朋友不需要修改程序,需要重新编译,链接的时候请加上libpfring.so。
启动自动加载PF_RING模块,修改/etc/modprobe.conf文件
# vi /etc/modprobe.conf
在文件的尾部增加一行 modprobe pf_ring
系统重启后内核会自动加载pf_ring模块,modprobe只能加载/lib/modules下的模块。
3. 使用
使用用户空间中的PF_RING库API来编写代码,并且使用用户空间中的libpfring.a和libpcap.a编译代码就可以使用PF_RING来提高包捕获的性能。
4. 在Ubuntu 8.04上的PF_RING编译安装过程
1)以 root权限做以下操作。
2)安装工具mkinitrd
下载rpm安装包 http://ayo.freshrpms.net/fedora/linux/5/i386/rpms.core/
# rpm -ivh --nodeps mkinitrd-5.0.32-1.i386.rpm (注意,这里一定要加入--nodeps参数,下同)
3)安装Kernel源码,如果/usr/src下没有的话,运行
# apt-get install linux-source-2.6.24
则linux-source-2.6.24.tar.bz2将位于/usr/src下
4)下载PF_RING
cd /usr/src
svn co https://svn.ntop.org/svn/ntop/trunk/PF_RING/
5)修改PF_RING下的mkpatch.sh
(1)查看内核版本
Linux zp 2.6.24-16-网络 iis7站长之家 #1 SMP Sun Oct 14 23:05:12 GMT 2007 i686 GNU/Linux
(2)修改
PREFIX=linux-source #识别.tar.bz2后缀
VERSION=${VERSION:-2}
PATCHLEVEL=${PATCHLEVEL:-6}
SUBLEVEL=${SUBLEVEL:-24}
(3)执行 sh ./mkpatch.sh
则在/usr/local/src下生成patch好的内核目录
6)编译内核
(1) 安装必要的包
apt-get install kernel-package libncurses5-dev fakeroot wget bzip2 build-essential
(2) 拷贝当前配置
cd /usr/local/src/...
cp /boot/config-`uname -r` ./.config
(3) 配置
make menuconfig
a. Device Driver - Network Service Support - Ethernet (1000Mbit) and enable NAPI-Support by selecting ‘y’ on Use Rx Polling.
b. Go back (3x ESC) and select Networking and Networking Options. Make sure that PF_RING sockets are enabled
(4) 编译
make-kpkg clean
fakeroot make-kpkg --initrd --revision=pfring.1.0 kernel_image
[注]:本步骤也可以如下执行:
#cd /usr/local/src/...
#cp /boot/config-`uname -r` ./.config
#make
#make modules_install
#make install
7)制作镜像文件
制作initrd文件 当我们编译了一个新的内核,也不要忘了为我们的scsi设备做一个新的initrd镜像: 语法: mkinitrd 文件名 内核的目录名
示例: #mkinitrd initrd-2.6.24.3.img 2.6.24.3
initrd-2.6.24.3.img文件是自己任意取的,但最好对应自己的内核版本号,会生成在/boot目录下。 2.6.24.3是在/lib/modules中的目录名,对应内核的版本
8)修改/boot/grub/menu.list文件,增加如下内容:
title Ubuntu_RING 8.04, kernel 2.6.24.3 (recovery mode)
root (hd0,0)
kernel /boot/vmlinuz-2.6.24.3 root=UUID=719d2825-29dd-48ab-84fe-1ee7f0891fc6 ro single
initrd /boot/initrd.img-2.6.24.3
9)重启系统,启动时选择新内核进入
10)进入目录/usr/src/PF_RING/userland/lib,执行make,然后执行如下拷贝:
#cp libpfring.a /usr/local/lib
#cp pfring.h /usr/local/include
加载kernel module,取决于内核版本
2.4.x insmod ring.o
2.6.x insmod ring.ko
我的系统操作如下
#insmod /lib/modules/2.6.24.3/kernel/net/ring/ring.ko
11)回到/usr/src/PF_RING/userland/目录,执行make编译,若出现如下错误,依次按方法解决:
A、configure错误
Configure: error: your operating system’s lex is insufficient to compile libpcap
解决办法:
# apt-get install flex
B、make错误1
解决办法:
# apt-get install bison
C、make错误2
Undefined reference to ‘pcap_parse’
解决办法:
# apt-get install libpcap-dev
到此为止,工程可以顺利编译!