Modularni usmjerivač Click

Click je softver koji omogućuje izgradnju usmjerivača korištenjem gotovih modula. Omogućuje veliku slobodu u konfiguraciji i specificiranju načina usmjeravanja i prosljeđivanja paketa. Click podržava realizaciju preklopnika, "običnog" usmjerivača, usmjerivača koji vrši prevođenje mrežnih adresa (Network Address Translation, NAT), vatrozida ili bilo kojeg drugog softverskog entiteta koji obrađuje pakete. S obzirom na dobru unutrašnju strukturu sloboda pri konfiguriranju je velika čime se pruža mogućnost detaljnog specificiranja raznih protokola te je pogodan za simuliranje standardnih, kao i eksperimentalnih konfiguracija.

Click je napisan u programskom jeziku C++ i dostupan je kao otvoreni kod pod modficiranom MIT licencom. Detaljni opis Clicka dan je u doktoratu Eddieja Kohlera pod naslovom The Click Modular Router. Mi se internom implementacijom Clicka nećemo detaljnije baviti, već ćemo se fokusirati na elemente koje on nudi i njihovu konfiguraciju. Programski jezik koji se koristi za definiranje same konfiguracije je vlastiti jezik Click, a datoteke koje sadrže konfiguraciju imaju ekstenziju .click.

Click pokrećemo naredbom click i navođenjem konfiguracijske datoteke. Primjerice, za konfiguracijsku datoteku mojrouter.click naredba bi bila oblika:

$ click mojrouter.click

U nekim konfiguracijama Click će se nastaviti izvoditi sve dok ga ne prekinemo. Naime, radi se o usmjerivaču koji je osmišljen da nakon inicijalizacije konfiguracije radi usmjeravanje i prosljeđivanje paketa dokle god mu se ne kaže da radi drugačije. Prekid rada Clicka ćemo izvesti kombinacijom tipki Ctrl+C, što terminali često prikazuju kao ^C.

Vlastiti jezik Click

Jezik Click opisuje konfiguracije Click usmjerivača. Radi se o vlastitom jeziku koji nema veze s C++-om u kojem je Click implementiran. Dva su osnovna sintaktička elementa jezika Click: deklaracija i veza.

Deklaracija je oblika:

name :: class(config);

Ovim kodom uvodi se element imena name koji je klase elementa class i ima konfiguraciju config.

Veza je oblika:

name1 [port1] -> [port2] name2;

Ovim kodom povezuje se izlazna vrata port1 elementa name1 s ulaznim vratima port2 elementa name2.

Elementi

Za primjere elemenata uzet ćemo RandomSource (dokumentacija), koji generira slučajne pakete, i Tee (dokumentacija), koji duplicira pakete, analogno naredbi tee na operacijskim sustavima sličnim Unixu (kopira standardni ulaz na standardni izlaz i u datoteku).

Element RandomSource ima obavezan parametar u kojem se navodi duljina paketa. Element Tee ima obavezan parametar u kojem se navodi broj izlaza. Povezivanje izvora paketa duljine 64 bajta i duplikatora paketa s dva izlaza izvest ćemo kodom:

RandomSource(64) -> Tee(2);

Pokušamo li navedeni kod spremiti u datoteku randomsrc-tee.click i pokrenuti u Clicku, dobit ćemo poruku o grešci.

$ click randomsrc-tee.click
foo.click:1: ‘Tee@2 :: Tee’ output 0 unused

Spojimo izlaze elementa Tee na elemente ToDump (dokumentacija), koji zapisuje pakete u formatu pcap, i ToIPSummaryDump (dokumentacija), koji zapisuje informacije o paketima u tekstualnom obliku. Također, ograničimo broj paketa koji će biti generirani od strane elementa RandomSource na 1000.

RandomSource(64, LIMIT 1000) -> t :: Tee(2);
t[0] -> ToDump(paketi.pcap);
t[1] -> ToIPSummaryDump(paketi.txt);

Obzirom da izlaz 0 možemo izravno spojiti, navedeni kod možemo zapisati i na način:

RandomSource(64, LIMIT 1000) -> t :: Tee(2) -> ToDump(paketi.pcap);
t[1] -> ToIPSummaryDump(paketi.txt);

Navedeni kod spremamo u datoteku randomsrc-tee-dump.click i pokrećemo naredbom:

$ click randomsrc-tee-dump.click

Pokretanjem Clicka uočit ćemo da ovaj put nema grešaka te će obje izlazne datoteke biti stvorene i ispunjene sadržajem. Kada Click završi generiranje 1000 paketa i njihovo zapisivanje u obje datoteke, nastavit će se izvoditi (i čekati na nove pakete iz elementa RandomSource) sve dok ga ne prekinemo.

Možemo prekinuti izvođenje Clicka i datoteku paketi.pcap možemo pogledati u Wiresharku, a datoteku paketi.txt u bilo kojem uređivaču teksta ili less-u. Uočit ćemo da naši slučajno generirani paketi nisu IP paketi pa nismo dobili naročito mnogo informacija o njima sa zadanom konfiguracijom elementa ToIPSummaryDump (detaljni pregled informacija koje je moguće ispisati možemo pronaći u dokumentaciji elementa).

Primjeri konfiguracija Click usmjerivača

Primjer 1

FromDump(f1a.pcap, STOP true) -> ToDump(f1b.pcap, ENCAP IP);

Primjer 2

FromDump(f2a.pcap, STOP true)
    -> r :: RadixIPLookup(131.0.0.0/8 0, 131.179.0.0/16 1, 18.0.0.0/8 2, 0/0 3);
r[0] -> ToDump(f2b.pcap, ENCAP IP);
r[1] -> ToDump(f2c.pcap, ENCAP IP);
r[2] -> ToDump(f2d.pcap, ENCAP IP);
r[3] -> ToDump(f2e.pcap, ENCAP IP);

Primjer 3

FromDump(f3a.pcap, STOP true)
    -> CheckIPHeader
    -> i1 :: IPClassifier(tcp, udp, icmp, -)
    -> CheckTCPHeader
    -> ttl :: IPClassifier(ttl > 0, -)
    -> cl :: CheckLength(1500)
    -> ip :: IPClassifier(dst 131.179.0.0/16, dst 131.0.0.0/8, dst 18.0.0.0/8, -);
i1[1] -> CheckUDPHeader -> ttl;
i1[2] -> CheckICMPHeader -> ttl;
i1[3] -> ttl;

ttl[1] -> ICMPError(18.26.7.1, timeexceeded, transit)
    -> ToDump(f3f.pcap, ENCAP IP);

ip[0] ->  ToDump(f3c.pcap, ENCAP IP);
ip[1] ->  ToDump(f3b.pcap, ENCAP IP);
ip[2] ->  ToDump(f3d.pcap, ENCAP IP);
ip[3] ->  ToDump(f3e.pcap, ENCAP IP);

Primjer 4

FromDump(f4a.pcap, STOP true)
    -> cip :: CheckIPHeader
    -> i1 :: IPClassifier(tcp, udp, icmp, -)
    -> ctcp :: CheckTCPHeader
    -> ttl :: IPClassifier(ttl 0, -) [1]
    -> cl :: CheckLength(1500)
    -> ip :: IPClassifier(dst 131.179.0.0/16, dst 131.0.0.0/8, dst 18.0.0.0/8, -);

i1[1] -> cudp :: CheckUDPHeader -> ttl;
i1[2] -> cicmp :: CheckICMPHeader -> ttl;
i1[3] -> ttl;

ttl[0] -> cttl :: Counter
    -> ICMPError(18.26.7.3, timeexceeded, transit)
    -> ToDump(f4f.pcap, ENCAP IP);

ip[0] -> ToDump(f4c.pcap,  ENCAP IP);
ip[1] -> ToDump(f4b.pcap,  ENCAP IP);
ip[2] -> ToDump(f4d.pcap,  ENCAP IP);
ip[3] -> ToDump(f4e.pcap,  ENCAP IP);

cl[1] -> ccl :: Counter -> Discard;

DriverManager(pause, print >f4drops.txt cip.drops,
    print >>f4drops.txt ctcp.drops,
    print >>f4drops.txt cudp.drops,
    print >>f4drops.txt cicmp.drops,
    print >>f4drops.txt cttl.count,
    print >>f4drops.txt ccl.count);

Primjer 5

elementclass ErrorChecker {
    input -> cip :: CheckIPHeader
        -> i1 :: IPClassifier(tcp, udp, icmp, -)
        -> ctcp :: CheckTCPHeader
        -> ttl :: IPFilter(drop ttl 0, allow all)
        -> cl :: CheckLength(1500)
        -> output;
    i1[1] -> cudp :: CheckUDPHeader -> ttl
    i1[2] -> cicmp :: CheckICMPHeader -> ttl
    i1[3] -> ttl
}

FromDump(f5a.pcap, STOP true) -> ErrorChecker -> ToDump(f5b.pcap, ENCAP IP);

Author: Ivan Ivakić, Vedran Miletić