suricata程序架构

Suricata是一款高性能网络入侵检测防御引擎。该引擎基于多线程，充分利用多核优势。它支持多种协议，如：ip4、ipv6、tcp、udp、http、smtp、pop3、imap、ftp等。可动态加载预设规则，支持多种文件格式统计数据输出，如pcap、json、unified2等，非常便于与Barnyard2等工具集成。

图1

图2

1.运行模式(runmode)

Suricata有多种运行模式，这些模式与抓包驱动和IDS/IPS选择相关联。抓包驱动如：pcap, pcap file, nfqueue,ipfw, dpdk或者一个特有的抓包驱动等。Suricata在启动时只能选择某个运行模式。如-i选项表示pcap， -r表示pcapfile，-q表示nfqueue等。

每一种运行模式都会初始化一些threads,queues等。模式的具体任务是由线程模块来完成。根据线程和线程模块的组织方式的不同，运行模式又细分为"autofp", “single”,“wokers”.

从上面的流程图可看出，“autofp”模式属于最高效的模式，但也是最复杂的模式。"worker“适中。

2.packet流水线

抓包模块收集packets并进行简单封装，再将其传递Decode模块，Decode模块根据packet的链路类型，解码出对应上层协议(IP,ICMP,TCP,UDP等)，处理后的结果将被继续传递给下一个处理模块。

3.线程模块

线程模块是对packet处理任务的抽象。线程模块大概有以下几种：

    1.Receive模块：收集网络数据包，封装成Packet对象后将其传递给Decode线程模块

    2.Decode模块：对Packet按协议4层模型(数据链路层、网络层、传输层、应用层)进行解码，获取协议和负荷信息，解码完成后将Packet传递给FlowWorker线程模块。该模块主要是进行packet解码，不处理应用层。应用层由专门的应用层解码模块处理

    3.FlowWorker模块：对packets进行分配flow，Tcp会话管理，TCP重组，应用层数据解析处理，Detect规则检测

    4.Verdict模块：根据Detect模块检测的结果，对drop标记的包需要做丢弃处理

    5.RespondReject模块：根据detect检测后的结果，对于reject的包需要向双端发送reset包

    6.logs模块：将处理结果记录在日志中。

4.线程模块间的数据传递

同线程内的模块之间主要是以参数的形式进行数据传递，不同线程之间以共享队列的方式进行数据传递。

每个线程由ThreaVars结构体来抽象，ThreadVars对象指定线程输入数据队列inq和输出数据队列outq。

这些队列在多个线程之间进行共享，一个线程的输出队列可能是另一个线程的输入队列。

绿色线条表示数据的走向。从输入队列获取数据包packet，经过slot函数（模块函数）的处理后，再将加工后的packet放到输出队列中。

在autofp模式下数据包的传递路径如下：

蓝色线条表示packet的传递路径。

5.autofp模式研究

5.1 RX thread

从上面"autofp"模式中可以看出RX thread所处的位置和包含的功能模块。它主要用于收集packets并对其进行解码，将处理后的packets放到pickup queue中，以供下个模块使用.

RX thread的作用体现为线程函数-TmThreadsSlotPktAcqLoop，主要执行的任务为:

    1.给线程设置一个有意义的名称；

    2.将线程绑定到指定CPU核心；

    3.创建Packet对象池，用于快速存放网络数据包数据；

    4.初始化与该线程关联的线程模块；

    5.调用数据包收集模块，启动数据包收集，依次调用各模块处理packet，然后将packet放到输出队列中；

    6.如果接收到退出信号，则中止数据包收集，销毁Packet对象池，调用线程模块的退出清理函数；

    7.退出线程的执行。

5.2 W thread

从上面"autofp"模式中可以看出W thread所处的位置和包含的功能模块。它主要由FlowWorker模块和一些log模块组成， 主要完成数据检测和特定格式特定数据的日志输出。

w thread的作用体现为线程函数-TmThreadsSlotVar，主要执行的任务为:

    1.给线程设置一个有意义的名称；

    2.将线程绑定到指定CPU核心；

    3.创建空Packet对象池；

    4.初始化与该线程关联的线程模块；

    5.从输入队列中获取packet，传递给线程模块依次处理后，放到输出队列中；

    6.如果接收到退出信号，则中止数据包收集，销毁Packet对象池，调用线程模块的退出清理函数；

    7.退出线程的执行。

作者：辉仔_jian
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来源：简书
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