{"id":74655,"date":"2020-03-19T08:42:34","date_gmt":"2020-03-19T05:42:34","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/kogda-linux-conntrack-vam-bolshe-ne-tovarishh"},"modified":"2020-03-19T08:42:34","modified_gmt":"2020-03-19T05:42:34","slug":"kogda-linux-conntrack-vam-bolshe-ne-tovarishh","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/kogda-linux-conntrack-vam-bolshe-ne-tovarishh","title":{"rendered":"Wenn Linux conntrack Ihnen nicht mehr hilft","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" alt=\"Wenn Linux conntrack Ihnen nicht mehr hilft\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/588a169e5cfe0714694b8d7ff03985d1.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Das Verfolgen von Verbindungen (\u201econntrack\u201c) ist eine grundlegende Funktion des Netzwerk-Stacks des Linux-Kernels. Sie erm\u00f6glicht es dem Kernel, alle logischen Netzwerkverbindungen oder -str\u00f6me zu verfolgen und dadurch alle Pakete zu identifizieren, die jeden Stream ausmachen, um sie zusammenh\u00e4ngend zu verarbeiten.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Conntrack ist eine wichtige Kernfunktion, die in einigen wesentlichen F\u00e4llen verwendet wird:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>NAT basiert auf Informationen von conntrack, damit es alle Pakete aus einem Stream einheitlich verarbeiten kann. Zum Beispiel, wenn ein Pod einen Kubernetes-Service anruft, nutzt der Load Balancer kube-proxy NAT, um den Datenverkehr an einen bestimmten Pod innerhalb des Clusters zu leiten. Conntrack vermerkt, dass f\u00fcr eine bestimmte Verbindung alle Pakete an die IP des Services an denselben Pod gesendet werden m\u00fcssen und dass die Pakete, die vom Backend-Pod zur\u00fcckgesendet werden, von NAT wieder an den Pod geleitet werden m\u00fcssen, von dem die Anfrage kam.<\/li>\n<li>Zustands\u00fcberwachte Firewalls wie Calico nutzen Informationen von conntrack, um eingehenden Datenverkehr in die Whitelist aufzunehmen. Dadurch k\u00f6nnen Sie eine Netzwerkrichtlinie formulieren wie: \u201eErlaube meinem Pod, sich mit jeder externen IP-Adresse zu verbinden\u201c, ohne separate Regeln f\u00fcr eingehenden Datenverkehr schreiben zu m\u00fcssen. (Ohne diese Funktion m\u00fcssten Sie ein deutlich unsichereres Regelwerk verwenden, das wie folgt lautet: \u201eErlaube Pakete in meinen Pod von jeder IP-Adresse\u201c.)<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Dar\u00fcber hinaus verbessert conntrack normalerweise die Systemleistung (indem es den CPU-Zeitverbrauch und die Paketverz\u00f6gerungen reduziert), da nur das erste Paket in einem Datenstrom<br \/>\neine vollst\u00e4ndige Verarbeitung des Netzwerkstacks durchlaufen muss, um zu bestimmen, was damit geschehen soll. Siehe den Beitrag \u201e<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.tigera.io\/blog\/comparing-kube-proxy-modes-iptables-or-ipvs\/\">Vergleich der kube-proxy-Modi<\/a><\/noindex>\u201c, um ein Beispiel daf\u00fcr zu sehen, wie das funktioniert.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Dennoch hat conntrack seine Einschr\u00e4nkungen\u2026<\/p>\n<p><\/p>\n<h3 id=\"itak-gde-vse-poshlo-ne-tak\">Also, wo ist alles schiefgelaufen?<\/h3>\n<p><\/p>\n<p>Die conntrack-Tabelle hat eine anpassbare maximale Gr\u00f6\u00dfe. Wenn sie voll ist, beginnen die Verbindungen normalerweise abgelehnt oder unterbrochen zu werden. F\u00fcr den Datenverkehr der meisten Anwendungen reicht der freie Platz in der Tabelle aus, und dies wird in der Regel kein Problem darstellen. Allerdings gibt es einige Szenarien, in denen es sinnvoll ist, \u00fcber die Verwendung der conntrack-Tabelle nachzudenken:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>Der offensichtlichste Fall ist, wenn Ihr Server eine au\u00dfergew\u00f6hnlich gro\u00dfe Anzahl an gleichzeitig aktiven Verbindungen verarbeitet. Wenn Ihre conntrack-Tabelle beispielsweise auf 128.000 Eintr\u00e4ge eingestellt ist, aber mehr als 128.000 gleichzeitige Verbindungen bestehen, werden Sie mit Sicherheit auf Probleme sto\u00dfen!<\/li>\n<li>Ein etwas weniger offensichtlicher Fall ist, wenn Ihr Server eine sehr hohe Anzahl an Verbindungen pro Sekunde verarbeitet. Selbst wenn die Verbindungen kurzlebig sind, werden sie von Linux f\u00fcr eine gewisse Zeit (standardm\u00e4\u00dfig 120 Sekunden) nachverfolgt. Wenn Ihre conntrack-Tabelle auf 128.000 Eintr\u00e4ge eingestellt ist und Sie versuchen, 1.100 Verbindungen pro Sekunde zu verarbeiten, \u00fcbersteigen diese die Gr\u00f6\u00dfe der conntrack-Tabelle, selbst wenn die Verbindungen sehr kurzlebig sind (128.000 \/ 120 s = 1.092 Verbindungen\/s).<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Es gibt mehrere spezialisierte Arten von Anwendungen, die in diese Kategorien fallen. Wenn Sie jedoch viele Feinde haben, kann das F\u00fcllen der Conntrack-Tabelle Ihres Servers mit vielen halboffenen Verbindungen als Teil eines Denial-of-Service-Angriffs (DOS) genutzt werden. In beiden F\u00e4llen kann Conntrack zu einem engpassenden Knotenpunkt in Ihrem System werden. In einigen F\u00e4llen kann es ausreichen, die Einstellungen der Conntrack-Tabelle anzupassen \u2014 indem Sie entweder die Gr\u00f6\u00dfe erh\u00f6hen oder die Zeit\u00fcberschreitungen von Conntrack verk\u00fcrzen (aber wenn Sie dies falsch machen, werden Sie auf gro\u00dfe Schwierigkeiten sto\u00dfen). In anderen F\u00e4llen wird es notwendig sein, Conntrack f\u00fcr aggressiven Datenverkehr zu umgehen.<\/p>\n<p><\/p>\n<h4 id=\"realnyy-primer\">Ein konkretes Beispiel<\/h4>\n<p><\/p>\n<p>Nehmen wir ein konkretes Beispiel: Ein gro\u00dfer SaaS-Anbieter, mit dem wir gearbeitet haben, hatte mehrere Memcached-Server auf Hosts (nicht in virtuellen Maschinen), von denen jeder \u00fcber 50.000 kurzfristige Verbindungen pro Sekunde abwickelte.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Sie experimentierten mit der Konfiguration von conntrack, vergr\u00f6\u00dferten die Tabellengr\u00f6\u00dfen und verk\u00fcrzten die Verfolgungszeit, aber die Konfiguration war unzuverl\u00e4ssig. Der RAM-Verbrauch stieg erheblich an, was ein Problem darstellte (in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von Gigabyte!), und die Verbindungen waren so kurz, dass conntrack keinen seiner \u00fcblichen Leistungsvorteile (weder eine Reduzierung der CPU-Nutzung noch eine Verringerung der Paketverz\u00f6gerungen) erzielen konnte.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Als Alternative wandten sie sich an Calico. Die Netzwerkrichtlinien von Calico erm\u00f6glichen es, conntrack f\u00fcr bestimmte Arten von Datenverkehr nicht zu verwenden (indem sie die Option doNotTrack f\u00fcr die Richtlinien verwenden). Dies gew\u00e4hrleistete ihnen das erforderliche Leistungsniveau sowie ein zus\u00e4tzliches Ma\u00df an Sicherheit, das Calico bietet.<\/p>\n<p><\/p>\n<h4 id=\"na-chto-pridetsya-poyti-chtoby-oboyti-conntrack\">Was muss man tun, um conntrack zu umgehen?<\/h4>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>Netzwerkrichtlinien, die do-not-track verwenden, sollten in der Regel symmetrisch sein. Im Fall eines SaaS-Anbieters: Ihre Anwendungen arbeiteten innerhalb einer gesch\u00fctzten Zone, und durch die Netzwerkrichtlinie konnten sie Datenverkehr von anderen bestimmten Anwendungen, die Zugriff auf memcached erhielten, auf die Whitelist setzen.<\/li>\n<li>Die Do-Not-Track-Richtlinie ber\u00fccksichtigt nicht die Richtung der Verbindung. Im Falle eines Hacks eines Memcached-Servers besteht theoretisch die M\u00f6glichkeit, sich mit jedem der Memcached-Clients zu verbinden, sofern der richtige Quellport verwendet wird. Wenn Sie jedoch die Netzwerkrichtlinien f\u00fcr Ihre Memcached-Clients korrekt festgelegt haben, werden diese Verbindungsversuche dennoch auf der Client-Seite abgelehnt.<\/li>\n<li>Die Do-Not-Track-Richtlinie wird auf jedes Paket angewendet, im Gegensatz zu herk\u00f6mmlichen Richtlinien, die nur f\u00fcr das erste Paket eines Streams gelten. Dies kann die CPU-Ressourcennutzung f\u00fcr ein einzelnes Paket erh\u00f6hen, da die Richtlinie f\u00fcr jedes Paket umgesetzt werden muss. Bei kurzfristigen Verbindungen jedoch wird dieser zus\u00e4tzliche Ressourcenverbrauch durch die reduzierte Ressourcennutzung bei der Verarbeitung von Conntrack ausgeglichen. Zum Beispiel war bei einem SaaS-Anbieter die Anzahl der Pakete pro Verbindung sehr gering, weshalb der zus\u00e4tzliche CPU-Ressourcenverbrauch beim Anwenden der Richtlinien auf jedes Paket gerechtfertigt war.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<h4 id=\"pristupim-k-testam\">Lassen Sie uns mit den Tests beginnen<\/h4>\n<p><\/p>\n<p>Wir haben einen Test mit einem Pod mit einem Memcached-Server und mehreren Pods mit Memcached-Clients durchgef\u00fchrt, die auf entfernten Knoten gestartet wurden, sodass wir eine \u00e4u\u00dferst hohe Anzahl von Verbindungen pro Sekunde herstellen konnten. Der Server mit dem Pod des Memcached-Servers hatte 8 Kerne und 512k Eintr\u00e4ge in der Conntrack-Tabelle (standardm\u00e4\u00dfig konfigrierte Tabellengr\u00f6\u00dfe f\u00fcr den Host).<br \/>\nWir haben den Leistungsunterschied gemessen zwischen: ohne Netzwerkrichtlinie; mit der \u00fcblichen Calico-Richtlinie; und der Calico do-not-track-Richtlinie.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>F\u00fcr den ersten Test haben wir die Anzahl der Verbindungen auf 4.000 pro Sekunde festgelegt, um uns auf den Unterschied im CPU-Verbrauch zu konzentrieren. Hier gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Fehlen einer Richtlinie und der \u00fcblichen Richtlinie, aber die do-not-track-Richtlinie erh\u00f6hte den CPU-Verbrauch um etwa 20%.<\/p>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Wenn Linux conntrack Ihnen nicht mehr hilft\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/6762772cb8e5f089a3ed444aff8cb8f4.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Im zweiten Test haben wir so viele Verbindungen gestartet, wie unsere Kunden generieren konnten, und haben die maximalen Verbindungen pro Sekunde gemessen, die unser Memcached-Server verarbeiten konnte. Wie erwartet erreichten sowohl die \"ohne Richtlinien\" als auch die \"Standardrichtlinie\" die Grenze von conntrack mit \u00fcber 4.000 Verbindungen pro Sekunde (512k \/ 120s = 4.369 Verbindungen\/s). Mit der \"do-not-track\"-Richtlinie sendeten unsere Kunden 60.000 Verbindungen pro Sekunde ohne Probleme. Wir sind uns sicher, dass wir diese Zahl erh\u00f6hen k\u00f6nnten, indem wir mehr Kunden anschlie\u00dfen, glauben jedoch, dass diese Zahlen ausreichen, um die Botschaft dieses Artikels zu veranschaulichen!<\/p>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Wenn Linux conntrack Ihnen nicht mehr hilft\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/f3beeb1793a3158018274079da953a2c.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<h4 id=\"zaklyuchenie\">Fazit<\/h4>\n<p><\/p>\n<p>Conntrack ist eine wichtige Funktion des Kernels. Es erf\u00fcllt seine Aufgabe hervorragend. Oft wird es von zentralen Komponenten des Systems verwendet. In bestimmten Szenarien \u00fcberwiegt jedoch die \u00dcberlastung durch conntrack die \u00fcblichen Vorteile, die es bietet. In diesem Fall k\u00f6nnen die Calico-Netzwerkrichtlinien genutzt werden, um die Nutzung von conntrack selektiv abzuschalten und gleichzeitig das Niveau der Netzwerksicherheit zu erh\u00f6hen. F\u00fcr allen anderen Datenverkehr bleibt conntrack Ihr treuer Begleiter!<\/p>\n<p><\/p>\n<h2 id=\"takzhe-chitayte-drugie-stati-v-nashem-bloge\">Lesen Sie auch andere Artikel in unserem Blog:<\/h2>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/nixys\/blog\/473578\/\">Zusammenstellung dynamischer Module f\u00fcr Nginx<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/nixys\/blog\/473014\/\">Einf\u00fchrung in die Kubernetes-Authentifizierung von Hashicorp Consul<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/nixys\/blog\/426543\/\">Stateful Backups in Kubernetes<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/nixys\/blog\/424717\/\">Backup einer Vielzahl heterogener Webprojekte<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/nixys\/blog\/347526\/\">Telegram-Bot f\u00fcr Redmine. Wie das Leben f\u00fcr uns und andere erleichtert werden kann<\/a><\/noindex><\/li>\n<\/ul>\n<p>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/nixys\/blog\/492686\/\">habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u041e\u0442\u0441\u043b\u0435\u0436\u0438\u0432\u0430\u043d\u0438\u0435 \u0441\u043e\u0435\u0434\u0438\u043d\u0435\u043d\u0438\u0439 (\u201cconntrack\u201d) \u044f\u0432\u043b\u044f\u0435\u0442\u0441\u044f \u043e\u0441\u043d\u043e\u0432\u043d\u043e\u0439 \u0444\u0443\u043d\u043a\u0446\u0438\u0435\u0439 \u0441\u0435\u0442\u0435\u0432\u043e\u0433\u043e \u0441\u0442\u0435\u043a\u0430 \u044f\u0434\u0440\u0430 Linux. \u041e\u043d\u0430 \u043f\u043e\u0437\u0432\u043e\u043b\u044f\u0435\u0442 \u044f\u0434\u0440\u0443 \u043e\u0442\u0441\u043b\u0435\u0436\u0438\u0432\u0430\u0442\u044c \u0432\u0441\u0435 \u043b\u043e\u0433\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0435 \u0441\u0435\u0442\u0435\u0432\u044b\u0435 \u0441\u043e\u0435\u0434\u0438\u043d\u0435\u043d\u0438\u044f \u0438\u043b\u0438 \u043f\u043e\u0442\u043e\u043a\u0438 \u0438 \u0442\u0435\u043c \u0441\u0430\u043c\u044b\u043c \u0438\u0434\u0435\u043d\u0442\u0438\u0444\u0438\u0446\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u0442\u044c \u0432\u0441\u0435 \u043f\u0430\u043a\u0435\u0442\u044b, \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0435 \u0441\u043e\u0441\u0442\u0430\u0432\u043b\u044f\u044e\u0442 \u043a\u0430\u0436\u0434\u044b\u0439 \u043f\u043e\u0442\u043e\u043a, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u0438\u0445 \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u0431\u044b\u043b\u043e \u043f\u043e\u0441\u043b\u0435\u0434\u043e\u0432\u0430\u0442\u0435\u043b\u044c\u043d\u043e \u043e\u0431\u0440\u0430\u0431\u0430\u0442\u044b\u0432\u0430\u0442\u044c \u0432\u043c\u0435\u0441\u0442\u0435. 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