孤军大作战！疯狂DIY 1U硬件防火墙实录（一）

作者：唐华

硬件防火墙是指把防火墙程序做到芯片里面，由硬件执行这些功能，能减少CPU的负担，使路由更稳定。硬件防火墙是保障内部 网络安全的一道重要屏障。它的安全和稳定，直接关系到整个内部网络的安全。目前市场上的防火墙种类繁多，而且质量和价格都相当不透明，一问价格，动辄几万元，甚至二十几万元，而其内在质量、用料却难以苟同。本文作者一不作二不休，干脆来个1U硬件防火墙DIY！欲知详情，请一品其文。


前言：
　前些天， 经理气乎乎找到我说，唐华啊，怎么咱们上网老掉线啊，是不是被攻击啦？咱们单位养着你这个电脑高手不能白养吧？我赶紧检查了一下，感觉主要是单位用了多年的那个宽带路由器可能有点不稳定了，所以常常掉线，这个宽带路由器是2000年那会儿花400元买的，典型的 家用宽带路由器，却在公司一跑就是多年，带着整个公司的电脑的电脑上网，白天黑夜从来不关机，用的够狠的，上面落了厚厚一层土，估计快寿终正寝了。
　　可是听完我汇报之后领导依旧疑心重重，老是不踏实，非让我花点钱买个硬件防火墙，把单位局域网保护起来，我心中暗暗叫苦，那是花点钱能办的事儿吗？硬件防火墙多贵啊，动辄几万元，十几万元扔进去根本看不出好来，不过再为难，领导交给咱的任务还是必须完成好，没办法，还得发挥井冈山精神，自己 动手丰衣足食吧。

过程：

　　我打算自己组装一台硬件防火墙，基本的要求是：第一，要能替代原有的宽带路由器作为大家共享上网的路由器；第二，要具有防火墙功能，抵御常见的网络攻击，对内部网络起到保护作用。基本调子定下了，具体怎么实施呢，其实一般的中小型企事业单位根本用不到“并发12000个连接”这么高的性能指标，常常也就是几十个连接而已，所以，这套硬件应付我们这样办公室的局域网保护，应该是绰绰有余了。
　　下面是我收集的几张硬件防火墙的 图片，大家先看看这些名牌防火墙里外是啥样子，是不是看着确实有点眼熟啊？






下面这个带硬件防火墙功能的路由器采用的是一块 笔记本硬盘。



还是老路数，先去二手电脑市场转转，很快淘来一个二手套板：赛扬533＋主板＋256M的SD内存，主板集成显卡，价格相当便宜，就是下面这个。瞧上去不错吧，回想当年我曾经为了买一套二手的赛扬233（超到400）＋64M内存＋4.3G硬盘的机器花去8000元！不得不慨叹，电脑发展真是好快啊。



这就是咱们今天要组装的防火墙的硬件平台了，欣赏一下吧，说真的，比我看过的有些名牌防火墙的板子都显得好。



另一个今天的主角当然就是机箱了，很多硬件防火墙不过是多网卡的PC机而已，只是采用了UNIX类操作 系统，并定制了一个特殊的机箱――盒子，就 身价百倍。呵呵，这里说的那个能让PC配件身价百倍的“魔法盒子”就是一台1U钢壳特制防火墙机箱。
　　
    今天我选用的是一台型号为1U1D360的防火墙路由器专业1U机箱。这台机箱内含一台350瓦大功率防火墙不间断纯净电源，6个高速滚珠风扇，可以保证 温度较高的PC处理器和其他配件在狭小的1U空间里稳定持久地运行，其定位即是硬件防火墙、专业路由器DIY市场，所以比较 全面地考虑了对市场上常见配件的兼容性，因而使用起来感觉非常顺手。





虽然今天我用的是 温度较低的P3赛扬，但是要保持其能在仅仅4厘米高度的1U超薄空间里稳定持久地运行，也需要特殊的散热装备来保证，下面是一块铜冰三代P3涡轮纯铜超薄散热器，可以为全系列的P3处理器提供强劲的散热，对于一块赛扬，更是不在话下。



现在散热器已经装好在主板上了，看上去挺有专业感觉吧。 



这个机箱里可以安装一个普通硬盘，IDE、SATA、SCSI硬盘均可，先取下机箱里的硬盘支架，将一块10G的老旧硬盘拧上，这个硬盘也是淘来的二手货，其实做防火墙用不到多大的硬盘容量，因为防火墙的操作 系统往往是采用freebsd、linux等内核修改而成的， 体积都很小巧，有的甚至能装入一张软盘里，和庞大的 微软视窗操作系统相比真可以说都是微型系统了。
　　
        正因为如此，这些系统内核都很简洁实用，运行起来轻快稳定，不会出现windows越用越慢的问题，一开机就是一年半载不用重启，也不会死机，可能感染的病毒木马也 很少。其实今天我不使用这块硬盘来安装防火墙系统，只不过现在演示一下安装硬盘的形式，我今天要使用的是更加坚固耐用的电子盘，也就是专业防火墙里经常使用的DOM盘，不过一般 爱好者如果找不到电子盘，也完全可以使用象这样一块普通的硬盘，一样很耐用，性能上没有什么差异，只不过可能碰到几个老鸟笑话你用件不专业，别理他们，他们恨不得你买他们十八万元一套的硬件防火墙呢。 



将上好硬盘的支架，拧到1U防火墙机箱里。



将主板也装入机箱。这个1U防火墙机箱，采取全包藏式的设计，主板安装进去，整个被包藏在里面，合上盖子之后，从机箱外面根本看不出里面到底使用的是什么元件，因为硬件防火墙多数是禁止用户自己拆开检修的，所以，你如果DIY一套这样的防火墙给用户，丝毫不用担心他们会挑剔你使用的是什么配件，除非他不要保修了，呵呵，说得好笑，其实这还真是许多专业防火墙厂商的一贯做法，不信，您去问问那些动辄售价几万元、十几万元一套的防火墙厂商，他们的防火墙能否让我们打开参观参观？估计问十个就会有十个拒绝的。 



这块主板集成显卡但是不集成网卡，防火墙至少需要2个网卡，一个连接公网一个连接内网，所以今天我们要采用两块PCI转接卡，大家仔细看看，这两个转接卡有什么不同？对，这是两块不同的转接卡，上面那块是一块反向转接卡，而下面那块是一块常见的正向转接卡，用这两个转接卡，就可以想两个不同方向转接网卡，从而达到在1U机箱内转接两块网卡的目的。 



网卡也要稍微改造一下，宁开网卡上的螺丝钉，取下前面的铁板，在1U防火墙机箱里准备了专用的金属固定支架，可以将网卡固定在机箱上。我今天用了两块廉价的8139百兆网卡，因为手头 正好有现成的，我们单位是用ADSL共享上网，网络负载要求不高，大家不一定学我，如果大家组装时，感觉8139网卡不能满足要求，建议可以到二手市场淘两块好点的拆机网卡，例如 著名的3COM网卡或者英特尔82559网卡都是不错的选择，具有较高的性价比，用好的网卡可以有效提升防火墙的网络负载能力、 数据吞吐能力和抗攻击能力，减少对CPU的资源占用，使系统运行更加轻快稳定。



看，两个网卡都固定好了，这样这台机器就具有了两块百兆网卡。下一步是插上主板上的电源插头。



插上硬盘数据线，插上主板上的POWER、RESET、SPEAKER等跳线插头。 



好了，现在咱们的防火墙已经初具规模了,欣赏一下。


机箱上带有两条前置串口线，将串口连线的插头插到主板上，这个串口和我们现在老说的串口硬盘那个意思不太一样，大家用过老式的串口鼠标吧？就是那个口，这个串口在防火墙使用中，可以作为一个调试接口，用串口连接线将其他电脑连接到这个串口上，就可以调试维护这台防火墙，其实一般我们也 很少用到。喜欢观察的朋友可能也注意到了，现在很多ADSL猫和家用宽带路由器上都带有一个这样的串口，其作用是一样的，平时也很少用到。 



现在请出今天的另一位明星―― 电子盘，我前面说了，虽然我在这台机器里安装了一块硬盘，但主要为了给大家做安装演示，我今天并不想将防火墙的 系统内核安装在硬盘上，而是要安装在更加坚固耐用的存储元件――电子盘上。这也是许多名牌防火墙宣传时爱说自己使用的是嵌入式操作系统，这种操作系统不装入硬盘，而是直接嵌入到硬件之中。
　　
那他们说的操作系统到底是嵌入到什么硬件之中呢？其实十有八九是嵌入到这个电子盘里，电子盘也被称作DOM盘，很多商家在宣传时常常爱用“军用级存储硬件”来形容它，这种东西有点类似现在我们使用的闪存、U盘，按照容量分成8M、16M、64M、128M、256M等多种规格，由于存储时没有机械运动，所以相对硬盘来说比较坚固耐用。
　　
当然，我并不是说所有的防火墙都使用电子盘，其实还有很多存储硬件可以使用，例如许多朋友在组装路由器、工控设备时喜欢使用CF卡，通过一种转换卡，将CF卡插入主板IDE接口，也可以当作电子盘使用，还有许多工业主板上本身就带有CF卡接口，可以直接插入CF卡来安装操作系统和其他软件，大家有兴趣可以上网搜索一下，进一步了解。
　　
今天我使用的是一块PQI牌的128M容量的电子盘，支持普通PC主板的40pin的IDE硬盘接口。就是下面这块。 



近距离看看。



看这个接口是不是和IDE硬盘的数据线接口一摸一样？这个可以直接插入主板上的IDE硬盘插口里。 



电子盘后面拖着一个小尾巴，是供电线路，接口也和IDE硬盘的大4pin供电接口一样，可以直接插入PC电源。 



把电子盘插入主板上的IDE硬盘插口，我建议大家最好把电子盘插入主板的IDE1主接口，因为有时候插入IDE2副接口会出现一些问题。


把电子盘的供电接头和电源上的大4pin接头插在一起。 



插好了，现在咱们也可以把软件嵌入硬件了，怎么样够专业吧。告诉大家这个电子盘不贵，价格根据容量不同，也就100－300元而已，比硬盘便宜。



把显示器和键盘插入主板，现在大家就跟着我一步一步来将防火墙系统核心嵌入到咱们的防火墙硬件里。