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自建高速防火牆

簡單的分享一下這幾天自己在做的東西,歡迎討論~

前言:之前一直在使用 Mikrotik ROS,從 RB450 到 RB2011uas-2hnd-in,一直沒甚麼大問題,不過有天心血來潮做測試發現 RB2011 的 NAT throughput 最高也不過大約是 350Mbps,感覺有點不爽,直到最近新安裝的線路上場,感覺更加.....

很久以前工作時有幫公司設置過舊電腦再安裝一套 pfSense 的 FreeBSD OS based 防火牆(那時還是 1.0-1.1),時光飛逝....今天已經 2.2.1,看到各項功能更成熟,於是又打算從 ROS 跳回去....

FreeBSD 是建基於 x86 的系統,那麼當然要找 x86 電腦。當然放自己家有兩大條件:一不能大(寸金尺土),二必須省電(那就是不會很耗電及用不著太多風扇散熱以免增加嘈音)。開始找一些 mini ITX 主板,但真的不好找,感覺不是太多附設有 2 網口的 ITX 主板而又有 PCI-e 插槽的(因為我手上有 Intel Pro/1000 PT Server Dual Port PCI-e),看到 Supermicro 有推出以 Intel Rangley/Avoton ATOM 系列主板是附帶多網口(最少也 4 個耶,而且 CPU 帶有 AES-NI/QuickAssist 指令可以使 AES 加密獲得硬體加速而使速度大增),但是價錢實在.....(因為要配 ECC ram,不用 ECC 的型號卻又是 mATX 大小)。Jetway 也有 ATOM D525 之類的多網口主板,是台灣公司但卻找不到那裡可以買,加上 pfSense 論壇中有人做過測試,ATOM D410/D525/D2500 之類的 NAT throughput 也不能超過 650Mbps,於是又要再看看別的....

終於看到與 ATOM Rangeley/Avoton 同屬 Silvermount 核心的 Celeron 1037U 主板,CPU 看上去與 ATOM D525 差不多但效能卻高得多,搞了幾天從大陸訂來一個工業用的機,看上去不錯:

自建高速防火牆

其實 RAM/CF 卡我本身也有,但是無法只買 barebone 故我買最便宜的 1GB DDR3 SO-DIMM + 1GB CF 插卡型號,這機有 6 x Intel Pro 1000 (82583V) 網口,有 serial console 也很方便,同時我找了很久才找到這個不是 19" 機架闊度的外型(31cm 不算小但總比 19" 好得多),很快速的從 pfSense 網站拿下 1GB CF card 使用的 embedded image 寫進去(RAM 也沒換,直接使用),然後開機....預設的便把 em0(第一網口,FreeBSD 習慣以網口 driver 的名稱加編號作命名)設成 WAN,再把 em1 設成 LAN,兼且啟動時看到 WAN 有 ISP 接線便自動放 NAT 規則,可以說是非常簡單。

來,就做一次簡單測試,就以 speednet 測試看看清晨時分(對,硬是半夜才去開始做試驗)的網速到底如何。

自建高速防火牆

很好,差不多能到達全速 NAT,而 pfSense 顯示測試時 CPU usage 也最多 50-70%,所以都有餘力去做多一點其他的處理

但這測試畢竟很不科學,因為 ISP 線路狀況很難預測,於是把它抬回公司再做測試....

這次使用兩台 MAC 配合 iperf 做測試....

LAN 端:Mac Pro late 2014 (使用主機的 Gigabit ethernet)
WAN: Macbook Pro retina mid 2014 (使用 Thunderbolt Gigabit ethernet)

------------------------------------------------------------
Client connecting to 10.10.10.10, TCP port 5001
TCP window size: 1.00 MByte (WARNING: requested 1.00 MByte)
------------------------------------------------------------
[ 4] local 192.168.200.11 port 50327 connected with 10.10.10.10 port 5001
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ 4] 0.0- 2.0 sec 225 MBytes 944 Mbits/sec
[ 4] 2.0- 4.0 sec 224 MBytes 942 Mbits/sec
[ 4] 4.0- 6.0 sec 224 MBytes 941 Mbits/sec
[ 4] 6.0- 8.0 sec 224 MBytes 942 Mbits/sec
[ 4] 8.0-10.0 sec 221 MBytes 927 Mbits/sec
[ 4] 10.0-12.0 sec 224 MBytes 942 Mbits/sec
[ 4] 12.0-14.0 sec 224 MBytes 942 Mbits/sec
[ 4] 14.0-16.0 sec 224 MBytes 941 Mbits/sec
[ 4] 16.0-18.0 sec 224 MBytes 942 Mbits/sec
[ 4] 0.0-20.0 sec 2242 MBytes 940 Mbits/sec

也就是說....這台機的基本 NAT 效能大概最多是 940Mbps(試過 TCP Window size: 64KB 都一樣),對我來講這台不到 1000 人民幣的貨色已經很不錯,之後將會做一點優化。

後記:Celeron 1037U TDP 只有 17W 但散熱器明顯不夠大,風扇有點嘈,於是我買了調速器去壓下轉速,操作溫度確實有上升,CPU 經常都 50-60 度,但這幾天還是涼爽的,夏天再加上高負載時估計可以升 20 度(也就是可能超過 80),但根據 Intel 官方指 1037U 的 Tjunction 是 105 度,估計 Intel 也預算這 SoC 會很大機會操作於散熱不太好的場合。不管了,有問題就等夏天來時再處理吧
2015-03-26 3:47 發佈
文章關鍵字 防火牆

fakeman1999 wrote:
同時我找了很久才找到這個不是 19" 機架闊度的外型 ..(恕刪)


這種東西淘寶一大堆。

YAWPYNG wrote:
這種東西淘寶一大堆...(恕刪)


19" 機架式的確實一大堆,但同時是 C1037U 又要是普通桌面式的卻寥寥可數....
沒保障的東西,火燒機看怎麼辦!
fakeman1999 wrote:
簡單的分享一下這幾...(恕刪)
你這塊板子淘寶真的很多。
有D525,1037的版本
加到2GB差不多1250人民幣
有i5版的差不多3800元人民幣
並不會沒保障,此款是台灣代工的,電源供應器也是台灣明緯的,只有外殼是大陸製,放SIM卡的卡槽是裝飾用
我也有一台
以下為掏寶貼圖



我拿來當路由器用



這種工業用板 24hr 365天 全天開機 就是要這種鐵機殼 最多只是把 那顆POWER 換掉

我有一片
Embedded SBCs 3.5吋 一年內燒壞 DC ADAPTOR 光華商場買 三顆 都沒事
bZIP
可改用24V的變壓器供電

我試過可以用
● 6孔全 1G 的,非常好,不過價位有點小貴

● 感覺那機殼都 19" 那麼大了,竟然沒有硬碟安裝空間,可惜。浪費了主機板上有 SATA 槽。(SATA2?)

● USB 看起來像 USB2,沒有 USB3 外接硬碟也受到速度限制。

● 原裝風扇看起來就很吵,那種渦輪式的都很吵。改散熱器可能比較好,用北橋晶片那種的散熱片+小風扇。如果沒有螺絲孔,可直接用雙面膠貼。




● 印象中 pfSense 的功能蠻簡潔的,就只是 軟路由+防火牆,不知新版有無 Transpent Proxy 透明快取、QoS 頻寬管制、l7-filter 過濾....等功能?

● 17W 感覺也沒多省。還不如直接用 Intel J1900 合板 較為便宜,規格也較新。

只是 J1900 的板子都只有一個網孔,要另外上 1/2/4 port 的網卡,總花費應該比買這個還低,但高度會比較高。如要弄成機架,可能就要 4U 的機殼了,但可以裝 SSD/硬碟 順便做 Proxy + NAS。

如用一般 ITX 機殼,不裝大量硬碟,電源也可以改用 ATX直插 的(外接火牛/變壓器),會更省電。

tppr3695a wrote:
可改用24V的變壓器供電


其實主板已有一個 2.5mm 的 12V DC in 位置(剛從別的論壇看到有人買過一款不帶內置電源的款式,但現在賣家已不再出售。
我考慮過是拆走電源,再把一些舊硬盤放進去做 HAVP 或是 Squid proxy 的 cache
fedora wrote:
● 6孔全 1G 的,非常好,不過價位有點小貴

● 感覺那機殼都 19" 那麼大了,竟然沒有硬碟安裝空間,可惜。浪費了主機板上有 SATA 槽。(SATA2?)

● USB 看起來像 USB2,沒有 USB3 外接硬碟也受到速度限制。

● 原裝風扇看起來就很吵,那種渦輪式的都很吵。改散熱器可能比較好,用北橋晶片那種的散熱片+小風扇。如果沒有螺絲孔,可直接用雙面膠貼。




● 印象中 pfSense 的功能蠻簡潔的,就只是 軟路由+防火牆,不知新版有無 Transpent Proxy 透明快取、QoS 頻寬管制、l7-filter 過濾....等功能?

● 17W 感覺也沒多省。還不如直接用 Intel J1900 合板 較為便宜,規格也較新。

只是 J1900 的板子都只有一個網孔,要另外上 1/2/4 port 的網卡,總花費應該比買這個還低,但高度會比較高。如要弄成機架,可能就要 4U 的機殼了,但可以裝 SSD/硬碟 順便做 Proxy + NAS。

如用一般 ITX 機殼,不裝大量硬碟,電源也可以改用 ATX直插 的(外接火牛/變壓器),會更省電。


是的,全 GbE 但網卡不是 server 級數的,這個價錢真的有點貴(但這類型機種有在生產的大多數不便宜)
USB 是 2.0 沒錯,但作為防火牆這 USB 平常真的沒大作為,我也不會考慮在防火牆上加裝硬盤分享(這不就是安全漏洞)
風扇是吵,也是對的,所以這幾天不斷摸索怎麼搞。原有比較大的兩個渦輪式也被我弄壞了,換了一個薄型的,此外在加調速器同時把新風扇及 CPU 風扇降速。官網指出 1037U 的核心最高溫度可容許到 105 度,現在給一點負載暫時只是 60-65 度,估計夏天再升高 10-15 度也不怕。其實我都很想換一換 CPU 那個(底部有 5 個孔,據說那孔距跟北橋晶片一樣)盡量能做到全被動式,或是只靠低轉速風扇做抽氣就最好。

J1900 的我也做過資料搜集,只有 Asrock 及 Gigabyte 比較好(別的都沒 PCI-e 槽,可以不理),Asrock 那個 Q1900 是單口,接上 PCI-e 4 口網卡(做防火牆不會用 Realtek 吧,選 Intel)超貴,而且一定是全高度 PCI-e,造出來效果不理想。Gigabyte GA-J1900N D3V 初看是感覺很好,因為本身內建 GbE 網卡 x 2,我手上有 Intel Pro/1000 PT Server Dual Port PCI-e,這卡可改成半高度,可以找一個稍為大點的 ITX 機箱放下所有零件.....可是最後關頭發現,這板帶的插槽竟是普通的 PCI.... 那可以放棄了。此外,家中放 4U 機架式好像有點....過份.....

NAS 我已另外買了一台 HP Microserver N54L(從日本買回來,四千台幣也不到)及 Asrock 的 Atom C2550 去做 NAS 了,不打算整合到防火牆上(因為我想做 Plex transcoding)。

pfSense 功能其實也很強大,它都帶有不少 plugin,很多年前我已經使用 transparent proxy(當時公司 200 人只得 2Mbps + 5Mbps ADSL 上網線路做 load balancing,因為工廠地點太遠)以及 HAVP(就是 HTTP 掃病毒),multi-WAN load balancing 及 inbound 服務器 load balancing 都能做,我自己有使用 Mikrotik 都知道搞這些最痛苦是 packet mangle,在新版 pfSense 裡都不用這麼麻煩。以前也有用來做 site-to-site OpenVPN 把幾個遠端生產線連接起來,而且內置 RRD 圖形簡報功能,甚麼都不用設置隨時能看。QoS 這個我沒用過但知道有(pfSense 叫這做 Traffic Shaping),想要做 layer 7 過濾都可以通過這部份去設定的。

他們從 Open Source 開始做,現在也是 Open Source,但已成立公司同時賣硬件及技術支援,亦定期有會議可以讓付費者與公司職員交流(免費版功能沒少)
fakeman1999 wrote:
簡單的分享一下這幾...(恕刪)
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