Сетевые средства Linux

Смит Родерик В.

Опции поддержки IPv6

Работа Internet обеспечивается за счет протоколов семейства TCP/IP, в частности, для передачи пакетов используется протокол IP (IPv4). К сожалению, на сегодняшний день уже невозможно игнорировать тот факт, что версия IPv4 устарела. Для представления IP-адреса в IPv4 используется 32-разрядное число, т.е. общее число адресов равно 2³², или 4294967296. Вследствие неэффективности механизма распределения адресов реальное их количество оказывается намного меньшим. В результате возникла проблема нехватки IP-адресов. Кроме того, недостатки в защите IPv4 позволяют злоумышленникам вмешиваться в сеансы сетевого взаимодействия. На момент написания данной книги, т.е. в 2002 г., с проблемами, связанными с использованием IPv4,

еще можно мириться, но их придется решить в течение ближайшего десятилетия.

В настоящее время разрабатывается версия IPv6, призванная заменить IPv4. В IPv6 поддерживаются 128-разрядные IP-адреса. Общее число IP-адресов равно 2¹²⁸, или 3,4×10³⁸ — приблизительно 2,2×10¹⁸ адресов на квадратный миллиметр поверхности Земли. IPv6 также обеспечивает дополнительные средства защиты. В настоящее время число сетей, в которых используется IPv6, очень мало. Если ваш компьютер подключен к такой сети или если вы собираетесь в качестве эксперимента организовать обмен данными во внутренней сети предприятия посредством IPv6, вам надо активизировать средства поддержки IPv6, установив для этого опцию IPv6 Protocol (Experimental) в меню Networking Options. После установки данной опции вам станут доступны дополнительные опции, объединенные в подменю IPv6: Netfilter Configuration. В этом подменю также находятся описанные ранее опции фильтрации, но они ориентированы на работу с протоколом IPv6.

На заметку

Чтобы активизировать средства поддержки IPv6, надо установить значения Yes опции Prompt for Development или Incomplete Code/Drivers в меню Code Maturity Level Options. To же самое надо сделать при работе с любыми "экспериментальными" драйверами. Со временем эксперименты с IPv6 закончатся, и опция, включающая поддержку IPv6, будет относиться к числу основных опций. Пока это не произошло, при работе с IPv6, как и при использовании других "экспериментальных" средств, следует соблюдать осторожность.

Опции QoS

Предположим, что компьютер под управлением Linux действует как маршрутизатор в сети с напряженным трафиком или выполняет роль сервера и обрабатывает при этом большой объем данных. При этом может возникнуть ситуация, когда система будет в течение некоторого времени получать большее число пакетов, чем она может обработать. Очевидно, что в этом случае необходимы специальные средства планировки, которые устанавливали бы очередность передачи пакетов. Как правило, в системе Linux используется стратегия FIFO (first in/first out — "первый пришел — первый вышел"), согласно которой пакет, предназначенный для передачи, находится в очереди до тех пор, пока не будут переданы все пакеты, поставленные в очередь раньше него. Но в некоторых случаях необходимо предоставить пакетам определенного типа некоторые преимущества. Это могут быть пакеты, адресованные в конкретную сеть, или пакеты, которые содержат информацию, соответствующую определенному протоколу. Так, например, пакеты, содержащие информацию реального времени, например данные Internet-телефонии, целесообразно передавать вне очереди. Назначать приоритеты пакетам позволяют опции QoS (quality of service — качество сервиса). Эти опции доступны посредством подменю QoS and/or Fair Queuing меню Networking Options.

Для того чтобы реализовать систему QoS, необходимо выбрать опцию QoS and/or Fair Queuing в одноименном меню. В результате автоматически устанавливается ряд опций этого меню. Другие опции задаются отдельно. Основными из них являются опции планирования передачи пакетов и организации очереди, такие как CBQ Packet Scheduler и SFQ Queue. Эти опции позволяют ядру выполнять более сложную обработку пакетов по сравнению с традиционно используемым принципом FIFO. Опции QoS Support и Packet Classifier API,

а также их подопции позволяют использовать Differentiated Services и Resource Reservation Protocol. При этом появляется возможность обмена QoS-приоритетами с другими маршрутизаторами. Если все маршрутизаторы на пути от одного узла к другому поддерживают совместимые между собой протоколы QoS, скорость передачи важных данных может быть увеличена за счет задержки информации, время доставки которой некритично.

Если система не выполняет функции маршрутизатора, опции QoS в ней, как правило, не используются. Если же вы создаете маршрутизатор, а в особенности, если он планируется для использования в сети с интенсивным обменом данными, желательно установить эти опции. Активизировав одну опцию, целесообразно активизировать и все остальные, в противном случае система не будет обладать должной гибкостью. Так, например, если вы не установите опцию U32 Classifier, то не сможете задавать приоритеты исходя из адресов назначения пакетов.

На практике использование средств QoS предполагает применение расширенных средств маршрутизации, таких как

ip

и

tc

. Об этих инструментах речь пойдет в главе 24, однако они слишком сложны, чтобы привести их исчерпывающее описание в рамках одной главы. Дополнительную информацию об

ip

и о

tc

можно найти в документах iproute2 + tc Notes (

http://snafu.freedom.org/linux2.2/iproute-notes.html

) и Differentiated Services on Linux (

http://diffserv.sourceforge.net

).

Поддержка протоколов высокого уровня

В ядре Linux предусмотрена поддержка нескольких протоколов высокого уровня. Благодаря этому коды, отвечающие за работу с этими протоколами, выполняются намного быстрее, чем соответствующие коды обычных пользовательских программ. Кроме того, поддержка высокоуровневых протоколов в ядре обеспечивает более тесную интеграцию этих протоколов с остальными компонентами операционной системы. Например, включение в состав ядра средств поддержки NFS позволяет монтировать удаленные ресурсы и использовать их так же, как и компоненты локальной файловой системы. В версиях 2.4.x ядра реализована поддержка трех важных высокоуровневых протоколов: HTTP, NFS и SBM/CIFS.

На заметку

В приведенном перечне содержатся не все протоколы, поддерживаемые ядром. Кроме указанных выше, ядро Linux позволяет работать и с другими протоколами, в частности, с различными протоколами, обеспечивающими разделение сетевых ресурсов.

Ускорение HTTP-обмена

Работа World Wide Web в основном базируется на использовании протокола HTTP (Hypertext Transfer Protocol — протокол передачи гипертекстовой информации). По сути, в ядре Linux реализован простой сервер HTTP, который включается при установке опции Kernel HTTPd Acceleration. Для настройки и активизации этого сервера в псевдофайлы, находящиеся в каталоге

/proc/sys/net/khttpd

, записываются специальные значения. Вопросы работы со встроенным сервером HTTP подробно рассматриваются в главе 20.

Реализовать сервер HTTP в составе ядра оказалось сравнительно не сложно, так как передача клиенту статических Web-страниц (документов, содержимое которых не изменяется при различных обращениях клиентов) мало отличается от копирования файлов с диска на удаленные компьютеры. Ядро может выполнять эту операцию гораздо эффективнее, чем пользовательские программы. Для обслуживания запросов, связанных с предоставлением динамических Web-страниц, а также запросов, предполагающих сложную обработку статических документов, ядро обращается к обычному Web-серверу, например Apache. При этом нет необходимости в специальных настройках Apache; этот сервер попросту "не видит" запросов на получение статических Web-страниц.