Linux环境下透明代理完全解决方案

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。

　　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。

1.Squid的安装配置

1.1.什么是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。

1.2.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。

1.3.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。缺省为：

      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

　　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:m2][hh:mm-hh:mm]

　　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:mm]。

　　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。

1.4.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

　　下来启动该服务器。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)

2.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。

3.参考文献

　　IPCHAINS-HOWTO

　　Squid Manual