简述iptables防火墙

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简述iptables防火墙

一、iptables 概述

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的效率，也因此获得广泛的应用。

• netfilter/iptables：IP 信息包过滤系统，它实际上由两个组件 netfilter 和 iptables组成。
  主要工作在网络层，针对IP数据包，体现在对包内的IP地址、端口等信息的处理。

-netfilter/iptables关系：
netfilter：属于“内核态”又称内核空间（kernel space）的防火墙功能体系。
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。

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。

二、iptables的表、链结构

2.1iptables的四表五链结构介绍

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

2.1.1四表五链介绍

• 规则表的作用:容纳各种规则链; 表的划分依据：与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;规则的作用：对数据包进行过滤或处理 ;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

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INPUT、FORWARD、 OUTPUT

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。

2.2 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，分是不是我只是路过服务器和直接进入到服务器两种情况
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):本机的应用程序–>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

2.3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
  用-F清空链内规则时，默认策略不受影响

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，最后再交给 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、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

关闭firewalld防火墙

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service

安装iptables 防火墙

yum -y install iptables iptables-services

设置iptables开机启动

systemctl start iptables.service
systemctl enable iptables.service

3.1iptables 基本语法、数据包控制类型

语法构成

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。

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

数据包的常见控制类型（大写）

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。

3.2添加、查看、删除规则等基本操作

3.2.1 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 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 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 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）
–line-number	规则带编号 iptables -t nat -L -n --line-number /iptables -t nat -L --line-number
-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

3.2.2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）。

例1

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ssh服务，其他主机可远程登录本机

其他
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

3.2.3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

iptables -L INPUT --line-numbers

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

iptables -nL INPUT //“-n -L"可合写为”-nL"

3.2.4 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 五条规则，可以执行以下操作。

iptables -D INPUT 5 //删除规则

iptables -t filter -D INPUT -p icmp - j REJECT

iptables -L INPUT --line-numbers //显示规则

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。

iptables -F INPUT

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

iptables -F //清空filter表

iptables -t nat -F //清空nat表

iptables -t mangle -F //清空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 一定要小心!
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

3.2.5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 -F
iptables -P FORWARD DROP

一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

iptables -t filter -P FORWARD DROP

iptables -P OUTPUT ACCEPT

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。

3.2.6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。

3.2.7 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，可以执行以下操作。

1.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 -I INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
iptables -P INPUT
iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT //感叹号”!”表示取反

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
drop

3.2.8 显示匹配

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S
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

四、SNAT原理与应用

SNAT 应用环境:局域网主机共享单个公网IP地址接入Internet (私有IP不能在Internet中正常路由)
SNAT原理:源地址转换，根据指定条件修改数据包的源IP地址，通常被叫做源映谢
SNAT转换前提条件:
1.局域网各主机已正确设置IP地址、子网掩码、默认网关地址
2.Linux网关开启IP路由转发
linxu系统本身是没有转发功能 只有路由发送数据
临时打开:
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
或
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
永久打开:
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1 #将此行写入配置文件

sysctl -p #将取消修改后的配置

注：还有一种方式静态路由，这个就比较麻烦

SNAT转换1:固定的公网IP地址:

配置SNAT策略，实现snat功能，将所有192.168.100.0这个网段的ip的源ip改为10.0.0.1

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.100.0/24 -o ens33 -j SNAT --to 10.0.0.1
可换成单独IP 出站 外网网卡 外网IP
或
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.100.0/24 -o ens33 -j SNAT --to-source 10.0.0.1-10.0.0.10
内网IP 出站 外网网卡 外网IP或地址池

SNAT转换2:非固定的公网IP地址(共享动态IP地址):
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.100.0/24 -o ens33 -j MASQUERADE

小知识扩展:
一个IP地址做SNAT转换，一般可以让内网100到200 台主机实现上网。

五、DNAT原理与应用

DNAT应用环境:在Internet中发布位于局域网内的服务器
DNAT原理:目的地址转换，根据指定条件修改数据包的目的IP地址，保证了内网服务器的安全，通常被叫做目的映谢。
DNAT转换前提条件:
1.局域网的服务器能够访问Internet
2.网关的外网地址有正确的DNS解析记录
3. Linux网关开启IP路由转发
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p

DNAT转换1:发布内网的Web服务

把从ens37进来的要访问web服务的数据包目的地址转换为192.168.100.13

iptables -t nat -A PREROUTING -i ens37 -d 10.0.0.1 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.100.13
或 入站 公网IP 内网服务器IP
iptables -t nat -A PREROUTING -i ens37 -d 10.0.0.1 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.100.13
入站 公网IP 端口 内网服务器IP
注：默认时80

回包
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.100.13 -o ens37 -j SNAT --to 10.0.0.1
内网IP 出站外网网卡 外网地址
公网IP 内网服务器IP
iptables -t nat -A PREROUTING -i ens37 -d 10.0.0.1 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.100.13
入站 公网IP 端口 内网服务器IP
注：默认时80

回包
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.100.13 -o ens37 -j SNAT --to 10.0.0.1
内网IP 出站外网网卡 外网地址

本文标签： 防火墙iptables