iptables防火墙(一)

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前言

一、Linux包过滤防火墙概述

     1、netfilter

     2、iptables

     3、包过滤的工作层次

 二、 iptables 的表、链结构

     1、四表五链

      2、四表

      3、五链

      4、数据包过滤的匹配流程（数据包到防火墙）

      5、规则链之间的匹配顺序

      6、规则链内的匹配顺序:

      7、数据包在规则表、链间的匹配流程：

三、编写防火墙规则

     1、iptabes 安装

     2、 iptables 基本语法、数据包控制类型

     3、添加、查看、删除规则等基本操作

     4、规则的匹配条件

总结

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前言

        在Internet中，企业通过防火墙来保护为用户提供各种网络服务的应用系统（如Web网站、电子邮件系统、FTP服务器、数据库系统等），过滤掉企业不需要的访问，避免被恶意的侵。                    Linux 的防火墙体系主要工作在网络层，针对 TCP/IP 数据包实施过滤和限制，属于典型的包过滤防火墙（或称为网络层防火墙）。Linux 系统的防火墙体系基于内核编码实现， 具有非常稳定的性能和高效率，也因此获得广泛的应用。

一、Linux包过滤防火墙概述

    1、netfilter

       属于“内核态”又称内核空间（kernel space）的防火墙功能体系。

       linux 好多东西都是内核态、 用户态，那我们运维人员关注的是用户态， 内核我们关注不是很      多，内核基本是开发人员关心的事情。

      是内核的一部分，由一些信息包过滤表组成，这些表包含内核用来控制信息包过滤处理的规则  集。

     2、iptables

        属于“用户态”(User Space， 又称为用户空间)的防火墙管理体系。

         是一种用来管理Linux防火墙的命令程序，它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易，通常位于/sbin/iptables目录下。

         netfilter/iptables后期简称为iptables。iptables是基于内核的防火墙，其中内置了raw、mangle、 nat和filter四个规则表。表中所有规则配置后，立即生效，不需要重启服务。

     3、包过滤的工作层次

        主要是网络层，针对IP数据包

        体现在对包内的IP地址、端口等信息的处理上

 二、 iptables 的表、链结构

      iptables的作用是为包过滤机制的实现提供规则，通过各种不同的规则，告诉netfilter对来自某些源、前往某些目的或具有某些协议特征的数据包应该如何处理，为了更加方便的组织和管理防火墙规则，iptables采用了“表”和“链”的分层结构。
      所以它会对请求的数据包的包头数据进行分析，根据我们预先设定的规则进行匹配来决定是否可以进入主机                                                                                                                                                          其中，每个规则表相当于内核空间的一个容器，根据规则集的不同用途划分为默认的四个表，在每个表容器内又包括不同的规则链，根据处理数据包的不同时机划分为五种链；而决定是否过滤或处理数据包的各种规则，按先后顺序存放在各规则链中。

     1、四表五链

        规则的作用：对数据包进行过滤或处理 

       规则表的作用:容纳各种规则链；表的划分依据：防火墙规则的作用相似

       规则链的作用:容纳各种防火墙规则；链的分类依据：处理数据包的不同时机

       总结:表里有链，链里有规则

      2、四表

         raw：主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪 包含两个规则链，OUTPUT、PREROUTING

        mangle :  修改数据包内容，用来做流量整形的，给数据包设置标记。包含五个规则链，INPUT、 OUTPUT、 FORWARD、 PREROUTING、 POSTROUTING

        nat：负责网络地址转换，用来修改数据包中的源、目标IP地址或端口。包含三个规则链，OUTPUT、PREROUTING、POSTROUTING。

        filter：负责过滤数据包，确定是否放行该数据包(过滤)。包含三个链，即PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT

         注：在iptables 的四个规则表中，mangle 表 和raw表的应用相对较少

      3、五链

         INPUT:  处理入站数据包，匹配目标IP为本机的数据包。

         OUTPUT:  处理出站数据包，一般不在此链上做配置。

         FORWARD:  处理转发数据包，匹配流经本机的数据包。

         PREROUTING链:  在进行路由选择前处理数据包，用来修改目的地址，用来做DNAT。相当于把内网服务器的IP和端口映射到路由器的外网IP和端口上。

         POSTROUTING链:  在进行路由选择后处理数据包，用来修改源地址，用来做SNAT。相当于内网通过路由器NAT转换功能实现内网主机通过一个公网IP地址上网。

      4、数据包过滤的匹配流程（数据包到防火墙）

        规则表应用顺序：raw→mangle→nat→filter

      5、规则链之间的匹配顺序

         主机型防火墙:：

          数据包直接进入到防火墙所在的服务器的内部某一个应用程序当中，是不是我只是路过服务器吧，是直接进入到服务。

         入站数据(来自外界的数据包，且目标地址是防火墙本机) : PREROUTING —> INPUT —> 本机的应用程序

        出站数据(从防火墙本机向外部地址发送的数据包):本机的应用程—>OUTPUT—> POSTROUTING

       网络型防火墙:转发数据(需要经过防火墙转发的数据包) : PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING

      6、规则链内的匹配顺序:

        自上向下按顺序依次进行检查，找到相匹配的规则即停止(LOG策略例外，表示记录相关日志)要么放行 要么丢弃。若在该链内找不到相匹配的规则，则按该链的默认策略处理(未修改的状况下，默认策略为允许)

        注：按第一条规则……第二条规则的顺序进行匹配处理，遵循“匹配即停止”的原则，一旦找到一条匹配规则将不再检查后续的其他规则，如果一直找不到匹配的规则，就按默认规则处理。
        默认规则用iptables -L查看，规则链后面出现(policy ACCEPT)即是默认放行
        默认策略不参与链内规则的顺序编排
       -F清空链时，默认策略不受影响

     7、数据包在规则表、链间的匹配流程：

        入站数据流向：来自外界的数据包到达防火墙后，首先被 PREROUTING 链处理（是 

  否修改数据包地址等），然后进行路由选择（判断该数据包应发往何处）；如果数据包的 

  目标地址是防火墙本机（如 Internet 用户访问网关的 Web 服务端口），那么内核将其传 

  递给 INPUT 链进行处理（决定是否允许通过等），通过以后再交给系统上层的应用程序 

  （如 httpd 服务器）进行响应。 

         转发数据流向：来自外界的数据包到达防火墙后，首先被 PREROUTING 链处理，然 

  后再进行路由选择；如果数据包的目标地址是其他外部地址（如局域网用户通过网关访 

  问 QQ 服务器），则内核将其传递给 FORWARD 链进行处理（允许转发或拦截、丢弃）， 

  最后交给 POSTROUTING 链（是否修改数据包的地址等）进行处理。 

         出站数据流向：防火墙本机向外部地址发送的数据包（如在防火墙主机中测试公网 DNS 

  服务时），首先进行路由选择，确定了输出路径后，再经由 OUTPUT 链处理，最后再 

  交 POSTROUTING 链（是否修改数据包的地址等）进行处理。
  
    入站 preROUTING  input     应用程序   output postrouting

三、编写防火墙规则

     CentOS7默认使用firewalld防火墙，没有安装iptables,若想使用iptables防火墙。必须先关闭firewalld防火墙，再安装iptables。

     1、iptabes 安装

        1-1、关闭firewalld防火墙

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service

         1-2、安装iptables 防火墙，并设置开机自启动

yum -y install iptables iptables-services
systemctl start iptables.service
systemctl enable iptables.service

         1-3、iptables防火墙的配置方法:
               1-3-1、使用iptables命令行。
               1-3-2、使用system-config-firewall centso7不能使用 centos 6可以使用

      2、 iptables 基本语法、数据包控制类型

         2-1、语法的构成

iptables  [-t 表名]  管理选项  [链名]  [匹配条件]  [-j 控制类型]

其中，表名、链名用来指定 iptables 命令所操作的表和链，未指定表名时将默认使用 filter 表；

管理选项:表示iptables规则的操作方式，如插入、增加、删除、查看等；
匹配条件:用来指定要处理的数据包的特征，不符合指定条件的数据包将不会处理；
控制类型指的是数据包的处理方式，如允许、拒绝、丢弃等。 

         2-2、注意事项

               不指定表名时，默认指filter表
               不指定链名时，默认指表内的所有链
               除非设置链的默认策略，否则必须指定匹配条件
               选项、链名、控制类型使用大写字母，其余均为小写

         2-3、数据包的常见控制类型

               对于防火墙，数据包的控制类型非常关键，直接关系到数据包的放行、封堵及做相应的日志记录等。在 iptables 防火墙体系中，最常用的几种控制类型如下。  

              ACCEPT：允许数据包通过。 
              DROP：直接丢弃数据包，不给出任何回 应信息。 
              REJECT：拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应信息。 
              LOG：在/var/log/messages 文件中记录日志信息，然后将数据包传递给下一条规则。 
              SNAT:修改数据包的源地址。
              DNAT:修改数据包的目的地址。
              MASQUERADE:伪装成一个非固定公网IP地址。

               防火墙规则的“匹配即停止”对于 LOG 操作来说是一个特例，因为 LOG 只是一种辅助动作，并没有真正处理数据包。 

              注：需要大写

      3、添加、查看、删除规则等基本操作

         3-1、 iptables 命令的常用管理选项

管理选项	用法示例
-A	在指定链末尾追加一条规则    iptables -A INPUT （操作）
-I	在指定链中插入一条新的，未指定序号默认作为第一条    iptables -I INPUT  （操作）
-P	指定默认规则    iptables -P  OUTPUT ACCEPT   （操作）
-D	删除(-delete)指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容    iptables -t nat -D INPUT    （操作）
-R	修改、替换某一条规则    iptables -t nat -R INPUT    （操作）
-L	查看表中的所有链    iptables -t nat -L （查看）
-n	所有字段以数字形式显示（比如任意ip地址是0.0.0.0而不是anywhere，比如显示协议端口号而不是服务名）    iptables -L -n,iptables -nL,iptables -vnL （查看）
-v	查看时显示更详细信息，常跟-L一起使用    （查看）
-F	清除链中所有规则    iptables -F   （操作）
-X	清空自定义链的规则，不影响其他链      iptables -X
-Z	清空链的计数器（匹配到的数据包的大小和总和）iptables -Z
-S	查看链的所有规则或者某个链的规则/某个具体规则后面跟编号   iptables -t nat -S、iptables -t nat -S POSTROUTING 1
--line-number	规则带编号    iptables -t nat -L -n --line-number / iptables -t nat -L --line-number

         3-2、 添加新的规则          

               添加新的防火墙规则时，使用管理选项“-A”、“-I”，前者用来追加规则，后者用来插入规则。

例如，若要在 filter 表 INPUT 链的末尾添加一条防火墙规则，可以执行以下操作（其中 “-p 协议名”作为匹配条件）。

iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j REJECT     //不允许任何主机ping本主机
iptables -I  INPUT 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT        //允许主机ssh端口 进过我的

iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT    //允许任何主机tcp
iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT        //允许任何主机udp

         3-3、 查看规则列表

               查看已有的防火墙规则时，使用管理选项“-L”，结合“--line-numbers”选项还可显示各条规则在链内的顺序号。例如，若要查看 filter 表 INPUT 链中的所有规则，并显示规则序号， 可以执行以下操作 iptables [-t表名] -n -L [链名] |[-- line-numbers] 或 iptables - [vn]L
#注意:不可以合写为-Ln

               当防火墙规则的数量较多时，若能够以数字形式显示地址和端口信息，可以减少地址解析的环节，在一定程度上加快命令执行的速度。例如，若要以数字地址形式查看 filter 表INPUT 链中的所有规则，可以执行以下操作

         3-4、删除、清空规则               

               删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”。例如，若要删除 filter 表 INPUT 链中的第 

二条规则，可以执行以下操作。

               清空指定链或表中的所有防火墙规则，使用管理选项“-F”。例如，若要清空 filter 表 INPUT 链中的所有规则，可以执行以下操作。

 注意:
1.若规则列表中有多条相同的规则时，按内容匹配只删除的序号最小的一条
2.按号码匹配删除时，确保规则号码小于等于已有规则数，否则报错
3.按内容匹配删数时，确保规则存在，否则报错

               使用管理选项“-F”时，允许省略链名而清空指定表所有链的规则。例如，执行以下操作 分别用来清空 filter 表、nat 表、mangle 表

 注意:
l.-F仅仅是清空链中的规则，并不影响-P设置的默认规则，默认规则需要手动进行修改
2.-P设置了DROP后，使用-F--定要小心!
防止把允许远程连接的相关规则清除后导致无法远程连接主机，此情况如果没有保存规则可重启主机解决
3.如果不写表名和链名，默认清空filter表中所有链里的所有规则

        3-5、设置默认策略

              iptables 的各条链中，默认策略是规则匹配的最后一个环节——当找不到任何一条能够匹配数据包的规则时，则执行默认策略。默认策略的控制类型为 ACCEPT（允许）、DROP（丢弃）两种。例如，执行以下操作可以将 filter 表中 FORWARD 链的默认策略设为丢弃， OUTPUT 链的默认策略设为允许。

              iptables [-t表名] -P <链名> <控制类型>

              iptables -P INPUT DROP      输入后没显示  清除所有规则之后生效，因为下面只剩下DROP  添加远程端口22

              iptables -P FORWARD DROP              #--般在生产环境中设置网络型防火墙、主机型防火墙时都要设置默认规则为DROP，并设置白名单

             需要注意的是，当使用管理选项“-F”清空链时，默认策略不受影响。因此若要修改默认 策略，必须通过管理选项“-P”重新进行设置。另外，默认策略并不参与链内规则的顺序编排， 因此在其他规则之前或之后设置并无区别。

      4、规则的匹配条件

         在编写防火墙规则时，匹配条件的设置起着决定性的作用。只有清晰、准确地设置好匹配条件，防火墙才知道要对符合什么条件的数据包进行处理，避免“误杀”。对于同一条防火墙规则，可以指定多个匹配条件，表示这些条件必须都满足规则才会生效。根据数据包的各种特征，结合iptables的模块结构，匹配条件的设置包括三大类：通用匹配、隐含匹配、显式匹配。

         4-1、通用匹配

               通用匹配也称为常规匹配，这种匹配方式可以独立使用，不依赖于其他条件或扩展模块。 常见的通用匹配包括协议匹配、地址匹配、网络接口匹配。

               协议匹配：编写 iptables 规则时使用“-p 协议名”的形式指定，用来检查数据包所使用的网络协议（--protocol），如 tcp、udp、icmp 和 all（针对所有 IP 数据包）等，可用的协议类型存放于 Linux 系统的/etc/procotols 文件中。例如，若要丢弃通过 icmp 协议访问防火墙本机的数据包，允许转发经过防火墙的除 icmp 协议之外的数据包。

        通用匹配可直接使用，不依赖于其他条件或扩展，包括网络协议、IP地址、网络接口等条件。
       协议匹配：-p协议名
       地址匹配：-s 源地址、-d目的地址
        #可以是IP、网段、域名、空(任何地址)
       接口匹配：-i入站网卡、-o出站网卡  

iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 192.168.80.11 -j DROP
iptables -I INPUT -i ens33 -s 192.168.80.0/24 -j DROP

iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT           //感叹号”!”表示取反

         4-2、隐含匹配

               要求以特定的协议匹配作为前提，包括端口、TCP标记、ICMP类型等条件。
端口匹配：--sport 源端口、--dport 目的端口
              #可以是个别端口、端口范围
             --sport 1000          匹配源端口是1000的数据包
             --sport 1000:3000     匹配源端口是1000-3000的数据包
             --sport :3000         匹配源端口是3000及以下的数据包
             --sport 1000:         匹配源端口是1000及以上的数据包
            注意：--sport和--dport 必须配合-p <协议类型>使用

iptables -A INPUT -p tcp --sport 1000:3000 -j REJECT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
iptables -I FORWARD -d 192.168.80.0/24 -P tcp --dport 24500:24600 -j DROP
iptables -A FORWARD -s 192.168.4.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -d 192.168.4.0/24 -p udp --sport 53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 192.168.4.0/24 -p tcp --dport 53 -j ACCEPT

TCP标记匹配: --tcp-flags TCP标记
iptables -I INPUT -i ens33 -p tcp --tcp-flags SYN,RST,ACK SYN -j ACCEPT
#丢弃SYN请求包，放行其他包

ICMP类型匹配: --icmp-type ICMP类型
#可以是字符串、数字代码
"Echo- Request" (代码为8)表示请求
"Echo- Reply" (代码为0)表示回显
"Dest ination-Unreachable" (代码为3)表示目标不可达
关于其它可用的ICMP协议类型，可以执行“iptables -p icmp -h”命令，查看帮助信息


iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP         #禁止其它主机ping本机     
iptables -A INPUT -P icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT        #允许本机ping其它主机  


iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 3 -j ACCEPT      #当本机ping不通其它主机时提示目标不可达
#此时其它主机需要配置关于icmp协议的控制类型为REJECT
iptables -A INPUT -p icmp -j REJECT

         4-3、显式匹配

要求以“-m扩展模块”的形式明确指出类型，包括多端口、MAC地址、IP范围、数据包状态等条件。
多端口匹配:  -m multiport --sport 源端口列表
             -m multiport --dport 目的端口列表
			 
iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -P udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT

IP范围匹配: -m iprange --src-range IP范围
iptables -A FORWARD -p udp -m iprange --src-range 192.168.80.100-192.168.80.200 -j DROP
#禁止转发源地址位于192.168.80.100-192.168.80.200的udp数据包

MAC地址匹配: -m mac --mac-source MAC地址
iptables -A FORWARD -m mac --mac-source xx:xx:xx:xx:xx:xx -j DROP
#禁止来自某MAC地址的数据包通过本机转发

状态匹配: -m state --state 连接状态
常见的连接状态:
NEW :与任何连接无关的，还没开始连接
ESTABLISHED :响应请求或者已建立连接的，连接态
RELATED :与已有连接有相关性的(如FTP主被动模式的数据连接)，衍生态，一般与ESTABLISHED 配合使用
INVALID:不能被识别属于哪个连接或没有任何状态
iptables -A FORWARD -m state --state NEW -P tcp ! --syn -j DROP
#禁止转发与正常TCP连接无关的非--syn请求数据包(如伪造的网络攻击数据包)

iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp -m state --state ESTABLISHED, RELATED -j ACCEPT
#对进来的包的状态进行检测。已经建立tcp连接的包以及该连接相关的包允许通过。
#比如我和你做生意，我们谈成了生意，到了支付的时候，就可以直接调用与这笔生意相关的支付功能
iptables -P INPUT DROP

总结

       netfilter是实现过滤防火墙功能的内核机制，iptables是管理防火墙规则的用户态工具。

       iptables的规则体系默认包括四个表（filter、nat、 mangle、raw)和五种链(INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING.POSTROUTING)。

       表的匹配顺序为raw—>mangle—>nat—>filter；链的匹配顺序取决于具体的数据流向；链内规则遵循"匹配即停止"的原则，但LOG操作除外。

       iptables规则的匹配条件类型包括通用匹配、隐含匹配、显示匹配，其中显示匹配必须以"-m模块名称"加载模块。

本文标签： 防火墙iptables