在 Linux C 中借助 Netfilter 实现上网准入(网络访问控制),可以通过以下步骤完成。Netfilter 是 Linux 内核提供的包过滤框架,结合 iptables
/nftables
或直接通过内核模块编程,可以实现灵活的访问控制策略。
1. Netfilter 基本原理
Netfilter 在内核协议栈的关键位置设置了钩子(hooks),允许开发者注册回调函数来处理数据包。主要的钩子点包括:
- NF_IP_PRE_ROUTING(刚到达的数据包)
- NF_IP_LOCAL_IN(目标是本机的数据包)
- NF_IP_FORWARD(需要转发的数据包)
- NF_IP_LOCAL_OUT(本机发出的数据包)
- NF_IP_POST_ROUTING(即将离开的数据包)
2. 实现上网准入的核心逻辑
要实现上网准入,通常需要在 NF_IP_LOCAL_OUT
和 NF_IP_FORWARD
钩子点拦截数据包,并根据规则决定是否放行。例如:
- 允许/拒绝特定 IP、端口或协议。
- 基于用户身份或进程权限控制(需结合其他内核机制如
netlink
或eBPF
)。 - 记录访问日志。
3. 示例代码:内核模块实现
以下是一个简单的内核模块示例,禁止所有对外发起的 HTTP(80端口)请求:
(1) 编写 Netfilter 钩子函数
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/netfilter.h>
#include <linux/netfilter_ipv4.h>
#include <linux/ip.h>
#include <linux/tcp.h>
static unsigned int block_http_hook(void *priv, struct sk_buff *skb, const struct nf_hook_state *state) {
struct iphdr *iph;
struct tcphdr *tcph;
if (!skb) return NF_ACCEPT;
iph = ip_hdr(skb);
if (iph->protocol != IPPROTO_TCP) return NF_ACCEPT; // 仅处理 TCP
tcph = tcp_hdr(skb);
if (ntohs(tcph->dest) == 80) { // 检查目标端口是否为 HTTP
printk(KERN_INFO "Dropped HTTP packet to %pI4\n", &iph->daddr);
return NF_DROP; // 丢弃数据包
}
return NF_ACCEPT;
}
// 声明钩子操作结构
static struct nf_hook_ops nfho = {
.hook = block_http_hook,
.pf = PF_INET,
.hooknum = NF_INET_LOCAL_OUT, // 拦截本机发出的流量
.priority = NF_IP_PRI_FIRST, // 最高优先级
};
(2) 注册和卸载钩子
static int __init http_block_init(void) {
nf_register_net_hook(&init_net, &nfho); // Linux kernel >=4.13+
printk(KERN_INFO "HTTP block module loaded\n");
return 0;
}
static void __exit http_block_exit(void) {
nf_unregister_net_hook(&init_net, &nfho);
printk(KERN_INFO "HTTP block module unloaded\n");
}
module_init(http_block_init);
module_exit(http_block_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
(3) Makefile
obj-m := http_block.o
KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
all:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
4. iptables/nftables方案
如果不想编写内核模块,可以直接用 iptables
/nftables
:
# 禁止所有HTTP流量
iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 80 -j DROP
# (可选)基于用户ID限制(需root权限)
iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 80 -m owner --uid-owner baduser -j DROP
# (可选)记录日志后再丢弃
iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 80 -j LOG --log-prefix "[BLOCKED]"
iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 80 -j DROP
5.进阶功能扩展
用户态交互
- Netlink:通过
libnl
库从用户态动态更新规则。 eBPF:利用 BPF程序实现更灵活的策略。
- Netlink:通过
认证机制
结合 PAM/LDAP等认证系统,只有通过认证的用户才能上网。HTTPS支持
若需过滤HTTPS流量,需结合DPI(深度包检测)或代理服务器。
6.注意事项
1.稳定性:内核模块错误可能导致系统崩溃,建议先在测试环境验证。
2性能:复杂规则可能影响网络吞吐量。
如果需要更完整的实现方案,可以参考零声教育的Linux高性能网络课程中的实战项目部分。
内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问