历史经验之Linux下PF_RING的编译和安装过程

陈斌

2023-12-01

官方网址：http://www.ntop.org/products/pf_ring/
下载网址：http://sourceforge.net/projects/ntop/files/PF_RING/

Linux环境:
Linux version 3.10.0-229.el7.x86_64 (builder@kbuilder.dev.centos.org) (gcc version 4.8.2 20140120 (Red Hat 4.8.2-16) (GCC) ) #1 SMP Fri Mar 6 11:36:42 UTC 2015

1）确认是否安装PF_RING

如果你已经安装pf_ring，你可能需要执行：rmmodpf_ring

如果你不确定你是否安装pf_ring，执行：modinfopf_ring

2）从下载网址下载最新版本的PF_RING：

PF_RING-7.0.0.tar.gz

以root用户登录到服务器：

#cd /home
#tar zxf PF_RING-7.0.0.tar.gz
#cd PF_RING-7.0.0

编译和安装PF_RING

1）编译pf_ring内核文件

进入内核模块目录：

#cd /home/PF_RING-7.0.0/kernel

编译pf_ring内核模块：

#./configure
#make 
#make install

PF_RING内核模块安装的目录：

/lib/modules/3.10.0-229.el7.x86_64/kernel/net/pf_ring

加载pf_ring内核模块：

#modprobe pf_ring transparent_mode=1

pfring（pf_ring）运行的几种模式
插入pfring（pf_ring）模块时可以加入以下参数：

insmod <PF_RING PATH>/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]

其中，transparent_mode指定pfring的运行模式；
transparent_mode=0：数据包从标准接口上来；此模式和一般的libpcap没有区别，性能甚至没有一般的libpcap好，建议不用；
transparent_mode=1：数据包从标准接口上来，复制一份到pfring接口中，需要支持pfring的驱动；
transparent_mode=2：纯pfring模式，需要支持pfring的驱动，数据包只从pfring上去，一般的libpcap程序不能收到数据包；此模式效率最高；

或者

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]

insmod /lib/modules/3.10.0-229.el7.x86_64/kernel/net/pf_ring/pf_ring.ko transparent_mode=2

检查是否加载pf_ring内核模块：

#lsmod | grep pf_ring

查看加载信息：

#cat /proc/net/pf_ring/info

删除pf_ring内核模块：

#rmmod pf_ring

2）编译pf_ring开发库

进入到/home/PF_RING-7.0.0/userland/lib目录下编译pf_ring库：

   #cd /home/PF_RING-7.0.0/userland/lib
   #./configure

报错：checkingif libnuma is present… no

Please install libnuma-dev in order to usePF_RING

解决：需要安装libnuma-dev库，可以从光盘或者ISO镜像中查找numactl*.rpm包使用rpm -ivh命令进行安装。

   #make
   #make intall

注：编译完成的pf_ring库和头文件可以在/usr/local/include中找到。

注：缺少lib/pf_ring.h头文件可以在/usr/include/linux/pf_ring.h中找到，或则/home/PF_RING-7.0.0/kernel/linux目录下找到。

3）编译支持PF_RING的libpcap库

   #cd /home/PF_RING-7.0.0/userland/libpcap

   #./configure

   #make
   #make install

注：修改源码，将pf_ring的内核ring缓冲区设为10M，默认是2M
源代码：userland/libpcap-1.8.1/pcap-linux.c
函数：int activate_mmap(pcap_t*handle);

代码片段：

  3310         if (handle->opt.buffer_size == 0) {

  3311                 /* by defaultrequest 2M for the ring buffer */

  3312                handle->opt.buffer_size = 2*1024*1024;

  3313         }

注：编译完成的libpcap库和头文件可以在/usr/local/include/pcap中找到。

4）编译pf_ring示例代码

   #cd /home/PF_RING-7.0.0/userland/examples
   #make
   #./alldevs
			1. eth0 (PF_RING)
			2. em1 (PF_RING)
			3. br1 (PF_RING)
			4. any (Pseudo-device that captures on all interfaces)
			5. lo (PF_RING)
			6. virbr0 (PF_RING)
			7. eth1 (PF_RING)
			8. em2 (PF_RING)
			9. em3 (PF_RING)
			10. em4 (PF_RING)
			11. usbmon0 (All USB buses)
			12. nflog (Linux netfilter log (NFLOG) interface)
			13. nfqueue (Linux netfilter queue (NFQUEUE) interface)
			14. usbmon1 (USB bus number 1)
			15. usbmon2 (USB bus number 2)

 该目录下还有一些实用的PF_RING工具：pfcount、pfsend等。
 
		 #./pfcount -i eth0
			Using PF_RING v.7.0.0
			Capturing from eth0 [mac: 90:E2:BA:24:98:A0][if_index: 4][speed: 1000Mb/s]
			# Device RX channels: 8
			# Polling threads:    1
			Dumping statistics on /proc/net/pf_ring/stats/37705-eth0.4
			=========================
			Absolute Stats: [17 pkts total][0 pkts dropped][0.0% dropped]
			[17 pkts rcvd][1'472 bytes rcvd]
			=========================
			
			^CLeaving...
			=========================
			Absolute Stats: [44 pkts total][0 pkts dropped][0.0% dropped]
			[44 pkts rcvd][3'828 bytes rcvd][83.76 pkt/sec][0.06 Mbit/sec]
			=========================
			Actual Stats: [27 pkts rcvd][525.30 ms][51.40 pps][0.00 Gbps]
			=========================

///

5）编译和安装PF_RING支持的驱动

*使用ethtool工具查看网卡的型号，例如：ethtool -i eth0

   #lspci | grep Ethernet

*进入到驱动目录，注意这里使用非零拷贝的驱动：

cd /home/PF_RING-7.0.0/drivers/PF_RING_aware/non-ZC-drivers/intel

编译PF_RING支持的网卡：

#cd e1000/e1000-8.0.35/src
#make && make install

网卡驱动安装的位置：

 /lib/modules/3.10.0-229.el7.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko

卸载和安装PF_RING驱动：

卸载驱动：# rmmod e1000
安装驱动：# modprobe e1000
查看驱动：# ethtol -i eth0

注意：当通信网卡也使用该驱动程序时，请务必现场操作，如果使用ssh远程卸载驱动会造成网络不能连接。

注：建议采集使用的网卡和通信使用的网卡分别使用不同的驱动。

注：设置网卡名称和MAC地址，请编译下面的文件：

/etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules

///

6）总结

编译和安装PF_RING的命令整理如下(无需作为root用户执行)：

#编译内核

cd /home/PF_RING-7.0.0/kernel
make && sudo make install

#编译PF_RING库

cd ../userland/lib
./configure

#编译libpcap库

cd ../libpcap-1.8.1
./configure –prefix=/usr/local/pfring&& make && sudo make install

#编译TCPDUMP

cd ../tcpdump-4.1.1
./configure –prefix=/usr/local/pfring&& make && sudo make install

#更新动态库

sudo ldconfig

#加载模块

sudo modprobe pf_ring

#提升到root权限，执行

modinfo pf_ring && cat/proc/net/pf_ring/info

#增加ixgbe模块的节流率

rmmod ixgbe
modprobe ixgbe InterruptThrottleRate=4000

#为了符合高速网络的需要，我们需要增加ring槽位的数量

rmmod pf_ring
modprobe pf_ring transparent_mode=1 min_num_slots=65534 enable_tx_capture=0

使用PF_RING

如果使用支持PF_RING的libpcap的话，记得在应用程序的头文件中加入#define HAVE_PF_RING定义或CXXFLAGS中加入-DHAVE_PF_RING。

如果直接使用PF_RINGAPI编写代码不需要加入上面的定义。

PF_RINGAPI使用请阅读doc目录下的UserGuide.pdf文件，或者阅读userland目录下examples中的pfcount代码。

附录A 编译PF_RING问题

问题1：./runlex.sh: line 83: flex: command not found；

./runlex.sh: line 118: flex: command not found

回答: sudo yuminstall flex

问题2：make[2]: yacc: Command not found

 answer:sudo yum install bison

问题3：cannot find -lnuma

answer:sudo yum install numactl-devel

对于Redhat 6.3版本需要从网上下载：numactl-devel-2.0.7-3.el6.x86_64.rpm

问题4：grammar.c:(.text+0x44e): undefined reference to `pcap_lex’

answer: 删除掉老的libpcap 1.0.0之前的版本。

#rpm -aq | grep libpcap  如果存在则删除它
#yum remove libpcap

问题5：insmod: error inserting ‘pf_ring.ko’: -1 Unknown symbol in module

解决：没有卸载当前的网卡驱动，导致新的驱动加载不了，因此需要先卸载网卡驱动后再重新进行加载。

问题6： --nodefs: unknown option

解决：rpm --nodeps -e libpcap

附录B 配置PF_RING

1.加载ixgbe驱动，我们发现设置InterruptThrottleRate为4000是最优的。

modprobe ixgbe InterruptThrottleRate=4000

2.加载PF_RING驱动，使用透传模式2，并且设置合理的缓冲区大小。

modprobe pf_ring.ko transparent_mode=2min_num_slots=16384

3.优化以太网设备，关闭影响吞吐量的选项。使用合适的接口替代eth3。

ethtool -C eth3 rx-usecs 1000
ethtool -C eth3 adaptive-rx off
ethtool -K eth3 tso off
ethtool -K eth3 gro off
ethtool -K eth3 lro off
ethtool -K eth3 gso off
ethtool -K eth3 rx off
ethtool -K eth3 tx off
ethtool -K eth3 sg off

4.设置CPU的亲和力

为了让Snort达到5Gbps吞吐量，我们需要更好的硬件（24核CPU Intel X567），使用PF_RING NAPI或DNA进行加速，选择使用Silicom网卡。

禁用TX捕获：insmodpf_ring.ko enable_tx_capture=0
增加ring slots数量，使用透传模式1：insmod pf_ring.ko enable_tx_capture=0transparent_mode=1 min_num_slots=16384

参考连接：https://blog.csdn.net/weixin_41486034/article/details/106240240