访问控制列表(Access Control Lists，ACL)与哈希查找的爱恨情怨

什么是访问控制列表ACL？

直接说ACL是干啥的

通俗来说ACL就是一个网络流量过滤器。具体来说读取数据包中的IP头部，TCP/DUP 头部中的源IP地址，目的IP地址，和源端口，目的端口根据设置好的ACL决定数据的丢弃还是允许通过。

ACL概念

ACL，中文名称是“访问控制列表”，它由一系列规则（即描述报文匹配条件的判断语句）组成。这里的条件包括五元组-分别是报文的源地址、目的地址、源端口、目的端口、端口号等

为什么需要ACL

根据规则过滤的ACL，能够做到阻塞攻击报文、为不同类报文流提供差分服务、对Telnet登录/FTP文件下载进行控制等的功能，从而提高网络环境的安全性和网络传输的可靠性。

ACL类型

1. 基本ACL：(2000-2999) 只使用报文的源IP地址、分片信息、生效时间段信息来定义规则
2. 高级ACL：(3000-3999) 可使用IPv4报文的源IP地址、目的IP地址、IP协议类型、ICMP类型、TCP源/目的端口号、UDP源/目的端口号、生效时间段等来定义规则
3. 二层ACL：(4000-4999) 可根据源MAC、目的MAC、二层协议类型匹配
4. 用户自定义ACL：(5000-5999) 使用报文头，偏移位置，字符串掩码，用户自定义字符串来定义规则
5. 用户ACL：(6000-6999) 既可使用IPv4报文的源IP地址或源UCL(User Control List)组，也可使用目的IP地址或目的UCL组、IP协议类型、ICMP类型、TCP源端口/目的端口、UDP源端口/目的端口号等来定义规则

ACL匹配机制

一条ACL可以由多条“deny或permit”语句组成，每一条语句描述一条规则，这些规则可能存在包含关系，也可能有重复或矛盾的地方，因此ACL的匹配顺序是十分重要的。
华为设备支持两种匹配顺序：自动排序（auto模式）和配置顺序（config模式）。缺省的ACL匹配顺序是config模式。
自动排序，是指系统使用“深度优先”的原则，将规则按照精确度从高到低进行排序，并按照精确度从高到低的顺序进行报文匹配。
配置顺序，系统按照ACL规则编号从小到大的顺序进行报文匹配，规则编号越小越容易被匹配。

使用例子

1. 仅允许pc访问168.127.27.0/24网络

[Huawei]acl number 2000  （创建ACL 2000）
[Huawei-acl-basic-2000]rule permit source 168.127.2.0 0.0.0.255  
		（添加一条规则：允许168.127.27.1这台主机通过， 0.0.0.255地址表示主机）
[Huawei-acl-basic-2000]dis th（查看状态）
[V200R003C00]
#
acl number 2000  
  rule 5 permit source 168.127.2.0 0.0.0.255 （这里多了一个设定好的规则 rule 5 是
  他的规则序号，序号越小执行优先级越高）
#
return
[Huawei-acl-basic-2000]rule deny source any   (添加一个拒绝规则，any 表示所有地址
都不允许通过)
[Huawei-acl-basic-2000]dis th  （再次查看状态）
[V200R003C00]
#
acl number 2000  
 rule 5 permit source 168.127.2.0 0.0.0.255 
 rule 10 deny   （这里又多了一条规则 ，规则号是10）
#
return
[Huawei]int g0/0/2  （进入接口）
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]ip add 168.127.27.254 24  （给接口添加IP地址）
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]traffic-filter outbound acl 2000  （给端口调用 acl
 2000 的配置,outbound表示将这个端口设置为出口模式即从路由器出来的数据要经过 acl 规则
  进行匹配）

哈希查找

什么是哈希查找？

哈希查找是一种用于快速检索数据的算法。它通过将关键字（例如IP地址、MAC地址等）转换为一个固定长度的索引值，并使用这个索引值在哈希表中查找对应的数据，从而大大提高检索速度。

哈希查找的基本原理

1. 哈希函数：将关键字转换为固定长度的哈希值。好的哈希函数应当尽量将不同的关键字映射到不同的哈希值，以减少冲突。
2. 哈希表：一种数据结构，用于存储哈希值和对应的数据项。哈希表通常是一个数组，哈希值作为索引，用于定位数据项。

哈希查找的步骤

1. 计算哈希值：使用哈希函数计算关键字的哈希值。
2. 查找数据项：在哈希表中通过哈希值定位数据项。如果没有冲突，可以直接找到数据项；如果有冲突，根据处理冲突的方法找到数据项。

哈希查找在ACL中的作用

具体作用

在访问控制列表（ACL）管理中，哈希查找用于快速匹配数据包与ACL规则，提高匹配效率。ACL用于控制网络流量，包含一系列规则，规定哪些流量可以通过，哪些需要阻止。使用哈希查找可以加速ACL规则的匹配过程，尤其在规则数量较多时效果显著。

代码解析

static void
vl_api_acl_plugin_use_hash_lookup_get_reply_t_handler (
  vl_api_acl_plugin_use_hash_lookup_get_reply_t *mp)
{
    vat_main_t *vam = acl_test_main.vat_main;
    clib_warning ("ACL hash lookups enabled: %d", mp->enable);
    vam->result_ready = 1;
}

1. 主要功能
   消息类型：处理 vl_api_acl_plugin_use_hash_lookup_get_reply_t 类型的API消息回复。这种消息类型通常包含哈希查找使能状态的信息。
2. 参数说明：
   mp：指向 vl_api_acl_plugin_use_hash_lookup_get_reply_t 结构体的指针，包含哈希查找使能状态信息。
   vam：指向 vat_main_t 结构体的指针，从 acl_test_main 全局变量中获取。
3. 处理逻辑：
   clib_warning (“ACL hash lookups enabled: %d”, mp->enable);：打印哈希查找使能状态。mp->enable 是一个整数，通常值为0或1，分别表示哈希查找未使能或已使能。
   vam->result_ready = 1;：设置 vat_main_t 结构体中的 result_ready 标志为1，表示结果已准备好。

实际应用

假设在一个大型网络环境中，网络管理员需要管理数千条ACL规则。为了提高效率，可以通过API启用哈希查找功能，然后通过上述代码检查哈希查找是否已成功启用。