Packet Filter Firewall (PF) — это межсетевой экран, разрабатываемый в рамках проекта OpenBSD. Обладает высокой скоростью работы, удобством в конфигурировании и большими возможностями, включая поддержку IPv6. На данный момент используется, помимо OpenBSD, также в NetBSD и FreeBSD, а также основанных на этих трёх MirBSD, DesktopBSD, pfSense и других.

Маркирование пакетов (tagged) — это способ пометить пакет внутренним идентификатором для дальнейшего использования в качестве критерия в правилах трансляции и фильтрации. Маркирование позволяет создать «доверие» между интерфейсами, а так же помогает определить был ли пакет обработан правилами трансляции. Также становится возможным переход от фильтрации, основанной на правилах, к фильтрации, основанной на политиках.

Различные версии FreeBSD содержат разные версии pf. Таблица соответствий версий pf:

• In RELENG_5 - pf is at OpenBSD 3.5
• In RELENG_6 - pf is at OpenBSD 3.7
• In RELENG_7 - pf is at OpenBSD 4.1
• In HEAD - pf is at OpenBSD 4.1 - at this time.

PF состоит из двух частей: собственно сетевого фильтра и утилиты pfctl, которая предоставляет интерфейс для управления межсетевым экраном. Фильтр полностью работает в контексте ядра операционной системы, взаимодействие с ним осуществляется через системный вызов ioctl. Поэтому pfctl, строго говоря, не является необходимой частью PF.

/etc/pf.os - описаны ОС, которые может распознать PF.

# man pf.conf

Файл pf.conf состоит из семи частей:

• Макросы и списки: Задаваемые пользователями переменные, которые могут содержать IP адреса, названия интерфейсов, и т.д.
• PF Таблицы: Структуры используемые для хранения списков IP адресов. В pf.conf, таблицы создаются с помощью директивы table. Следующие атрибуты могут быть определены для каждой таблицы:
  1. const - содержимое таблицы не может быть изменено, после того, как таблица была создана. Когда этот атрибут не указан, pfctl(8) может быть использован для добавления или удаления адресов из таблицы, в любое время, даже при securelevel(7) равному двум или больше.
  2. persist - заставляет ядро держать таблицу в памяти, даже когда к ней не применено никаких правил. Без этого атрибута, ядро автоматически удалит таблицу, когда последнее правило ссылающееся на таблицу будет очищено.
• PF Опции: Различные опции для управления работы PF.
• PF: Scrub (Packet Normalization): переработка пакетов для их нормализации и дефрагментации. Нормализация трафика крайне желательна. Простейшая директива выглядит так: scrub in all и она раскрывается в scrub in all fragment reassemble.
• PF Очереди Bandwidth control (шейпер) ALTQ.: Контроль над полосой пропускания и приоритезацией пакетов.
• PF NAT Преобразование: Преобразование Сетевых Адресов и перенаправление пакетов.

Трансляция осуществляется до фильтрации. Правила фильтра увидят уже оттранслированные пакеты.

1. NAT.
2. IP forward, проброс пакетов.

Преобразование ICMP пакетов происходит без модификации исходного порта.

• Правила фильтрации: Позволяет выборочно фильтровать или блокировать пакеты во время их прохождения через интерфейсы.
  1. Борьба со спуфингом (antispoof). Спуфинг (spoofing) — в заголовке IP пакета подделывается адрес источника.
  2. Unicast Reverse Path Forwarding
  3. Пассивное детектирование операционной системы. Особенности работы стека приведены в файле pf.os.
  4. Балансировка нагрузки исходящего трафика между двумя и более внешними каналами

За исключением макросов и таблиц, каждый раздел должен находиться в конфигурационном файле в порядке представленном выше, хотя и не все разделы обязаны присутствовать в файле.

Пустые строки игнорируются, а строки начинающиеся с # читаются, как комментарий.

• Синтаксис написания правил PF pf.conf(5):

{pass,block}{in,out}{quick} proto {tcp,udp,icmp,gre ...} 
from SRC_IP to DSP_IP port = PORT_NUM {keep stat, flags S/SA ...}
pass -разрешить
block - запретить
далее если нужно на вход или выход in/out
далее параметр quick - если присутсвует, то список 
правил далее не просматривается и пакет останавливается на данном правиле
proto - протокол
from - откуда, to - куда будет идти пакет, port = номер порта
Дополнительные опции: keep stat, флаги соединения и т.д.

• Просмотр лог - файлов Packet Filter Firewall (PF):

# tcpdump -nettti pflog0
# tcpdump -netttr /var/log/pflog

• Вывести отсортированный список заблокированных IP

> tcpdump -netttr /var/log/pflog | awk '{print $8}' | grep -v tun0 | cut -d. -f1 -f2 -f3 -f4 | sort | uniq -c | sort -n
...
  58 79.126.82.217
  61 94.180.10.118
  74 195.26.95.226
  81 89.254.227.14
  86 62.133.191.44
 133 95.27.11.27
 198 94.180.54.247

Протокол Протокол pfsync - это протокол, используемый пакетным фильтром для управления и обновления таблиц состояния для stateful inspection и NAT преобразование сетевых адресов.

• Оригинал: Packet Filter Firewall (PF, межсетевой экран OpenBSD)

Для активации PF во время загрузки в /etc/rc.conf должны быть включены следующие переменные:

pf_enable="YES"                 # Включить PF (загрузить модуль если необходимо)
pf_rules="/etc/pf.conf"         # определение правил для pf
pf_flags=""                     # дополнительные флаги для запуска pfctl
pflog_enable="YES"              # запустить pflogd(8)
pflog_logfile="/var/log/pflog"  # где pflogd должен сохранять протокол
pflog_flags=""                  # дополнительные флаги для запуска pflogd

Если за межсетевым экраном находится локальная сеть и необходимо передавать пакеты для компьютеров этой сети, или использовать NAT, включите также следующий параметр:

gateway_enable="YES"            # Включить сетевой шлюз

># crontab -l
@daily /sbin/pfctl -F all -f /scripts/pf/pf.rules.current

# pfctl -si | grep Status

# echo "set loginterface fxp0" | pfctl -mf - 

Наилучший способ проверить, насколько полезны оказались опции -o или -oo для вашего набора правил, это сравнить его с изменённым:

$ pfctl -nvf /etc/pf.conf >before
$ pfctl -oonvf /etc/pf.conf >after
$ diff -u before after

• Оригинал файла на OpenBSD.ru Пример настройки PF для простого маршрутизатора. Архив pf.conf
• Пример настройки PF для двух каналов с симметричной маршрутизацией
• Оригинал файла на OpenBSD.ru Пример настройки PF для маршрутизатора в домашней сети с использованием очередей. Архив pf-home.conf
• Оригинал файла на OpenBSD.ru Пример настройки PF для маршрутизатора с IPSec тунелями. Архив pf-tunnel.conf
• Балансировка нагрузки исходящего трафика между двумя и более внешними каналами
• Прозрачный прокси для Windows компьютеров:

  ##transparent proxy
  #rdr on $int_if inet proto tcp from <proxy_net> os "Windows" to any \
  # port www -> $proxy_server port 3128
  #rdr on $int_if inet proto tcp from 192.168.2.1/24 os "Windows" to any \
  # port www -> $proxy_server port 3128

• Защита портов от входящего трафика

  ext_if="bce1"
  lo_if="lo0"
  lo_ip="127.0.0.1"
  
  table <trust_networks> persist { 192.168.0.0/24, 127.0.0.0/24}
  
  set require-order no
  
  pass quick on $ext_if inet proto icmp all icmp-type 8 code 0 keep state
  pass quick from <trust_networks>
  pass on $lo_if all
  pass out all keep state
  
  pass in log on $ext_if proto tcp from any to ($ext_if) port 21 flags S/SA keep state (max-src-conn 200, max-src-conn-rate 10/60, overload <bruteforce> flush global)
  pass in log on $ext_if proto tcp from any to ($ext_if) port 22 flags S/SA keep state (max-src-conn 100, max-src-conn-rate 6/30, overload <bruteforce> flush global)
  pass in log on $ext_if proto tcp from any to ($ext_if) port 23 flags S/SA keep state (max-src-conn 30, max-src-conn-rate 3/30, overload <bruteforce> flush global)
  pass in log on $ext_if proto tcp from any to ($ext_if) port 80 flags S/SA keep state (max-src-conn 500, max-src-conn-rate 200/60, overload <bruteforce> flush global)
  pass in log on $ext_if proto tcp from any to ($ext_if) port 443 flags S/SA keep state (max-src-conn 1000, max-src-conn-rate 400/60, overload <bruteforce> flush global)
  pass in log on $ext_if proto tcp from any to ($ext_if) port 1720 flags S/SA keep state (max-src-conn 1750, max-src-conn-rate 500/10, overload <bruteforce> flush global)
  pass in log on $ext_if proto tcp from any to ($ext_if) port 3306 flags S/SA keep state (max-src-conn 750, max-src-conn-rate 500/60, overload <bruteforce> flush global)
  pass in log on $ext_if proto tcp from any to ($ext_if) port 3307 flags S/SA keep state (max-src-conn 1000, max-src-conn-rate 500/30, overload <bruteforce> flush global)
  #
  block drop in log quick on $ext_if from <bruteforce>

Пример:

table <abusive_hosts> persist
block in quick from <abusive_hosts>

pass in on $ext_if proto tcp to $web_server \
    port www flags S/SA keep state \
    (max-src-conn 100, max-src-conn-rate 15/5, overload <abusive_hosts> flush)

Эти правила делают следующее:

• max-src-conn: максимальное количество соединений с одного IP-адреса — 100 штук. Ограничение максимального количества TCP соединений прошедших тройное рукопожатие, которые можно открыть с одного IP-адреса.
• max-src-conn-rate:скорость с которой можно делать новые соединения ограничена — не более 15 соединений за 5 секунд.
• Адреса хостов, которые превысили эти лимиты заносятся в таблицу <abusive_hosts>. Это приведёт к тому, что данные адреса больше не смогут открывать соединения к серверу (см. правило block).
• Для каждого «проштрафившегося» адреса удаляются все записи из таблицы состояний появившиеся там благодаря данному правилу. Если задать flush global - будут уничтожены все записи в таблице состояний соответствующие соединениям с данного IP-адреса. При указании опции global записи в таблице состояний сбрасываются независимо от того, какое правило её создало.

Руководства:

• PF. Часть 2. Расширенная конфигурация
• Packet Filter Firewall (Руководство FreeBSD: PF, межсетевой экран OpenBSD)
• FreeBSD packet filter (pf)

Статьи:

• Настройка Policy Based Routing с помощью pf
• Создание отказоустойчивого брандмауэра на OpenBSD с использованием CARP и Протокол pfsync