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文章目录

  • 前言
  • 一、包过滤防火墙
      • 1.了解包过滤防火墙
      • 2.关系
      • 3.iptables的表、链结构
        • 3.1.四表五链结构
        • 3.2.四个规则表
        • 3.3.五个规则链
      • 4.数据包过滤的匹配流程
        • 4.1.优先顺序
        • 4.2.规则链之间的匹配顺序
        • 4.3.规则链内的匹配顺序
        • 4.4.数据包在规则表、链间的匹配流程
  • 二、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.数据包的常见控制类型
      • 4.添加、查看、删除规则
        • 4.1.iptables命令的常用管理选项
        • 4.2.添加新的规则
        • 4.3.查看规则列表
        • 4.4.删除、清空规则
        • 4.5.设置默认策略
      • 5.规则的匹配条件
        • 5.1.通用匹配
        • 5.2.隐含匹配
        • 5.3.显式匹配
  • 总结

前言

防火墙这个东西就像是中国的长城一样，用于抵挡外部的恶意入侵，保护城墙内的平民百姓，那么Linux的防火墙也是如此，它可以对数据包进行过滤和限制，也就是本次要讲解的包过滤防火墙。

一、包过滤防火墙

1.了解包过滤防火墙

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。

netfilter：位于Linux内核中的包过滤功能体系，称为Linux防火墙的“内核态”
iptables：位于/sbin/iptables，用来管理防火墙规则的工具，称为Linux防火墙的“用户态”

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

2.关系

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

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

3.iptables的表、链结构

3.1.四表五链结构

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

3.2.四个规则表

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OUTPUT、PREROUTING、POSTROUTING。

3.3.五个规则链

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

4.1.优先顺序

规则表应用顺序：raw→mangle→nat→filter

4.2.规则链之间的匹配顺序

主机型防火墙：
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

4.3.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，-F清空链时，默认策略不受影响

4.4.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。

二、编写防火墙规则

1.iptabes 安装

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

2.iptables 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]

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: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

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

4.添加、查看、删除规则

4.1.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
-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
-P指定默认规则 iptables -P OUTPUT ACCEPT
-D删除 iptables -t nat -D INPUT
-R修改、替换某一条规则 iptables -t nat -R INPUT
-L查看 iptables -t nat -L
-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
-v查看时显示更详细信息，常跟-L一起使用
–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
4.2.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。

如果要在 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）。

[root@localhost ~]# iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j REJECT     #不允许任何主机ping本主机
[root@localhost ~]# iptables -I  INPUT 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT  #允许主机ssh端口
[root@localhost ~]# iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT      #允许任何主机tcp
[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT                #允许任何主机udp
4.3.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。
如果要查看 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
或
iptables - [vn]L                         #注意:不可以合写为-Ln

[root@localhost ~]# iptables -L INPUT --line-numbers    #查看 filter 表INPUT链中的所有规则，并显示规则序号
Chain INPUT (policy ACCEPT)
num  target     prot opt source               destination         
1    ACCEPT     udp  --  anywhere             anywhere             udp dpt:domain
2    ACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere             tcp dpt:domain
3    ACCEPT     udp  --  anywhere             anywhere             udp dpt:bootps
4    ACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere             tcp dpt:bootps
5    ACCEPT     all  --  anywhere             anywhere             ctstate RELATED,ESTABLISHE
D6    ACCEPT     all  --  anywhere             anywhere            
7    INPUT_direct  all  --  anywhere             anywhere            
8    INPUT_ZONES_SOURCE  all  --  anywhere             anywhere            
9    INPUT_ZONES  all  --  anywhere             anywhere            
10   DROP       all  --  anywhere             anywhere             ctstate INVALID
11   REJECT     all  --  anywhere             anywhere             reject-with icmp-host-proh
ibited

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
如果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

[root@localhost ~]# iptables -nL INPUT                    #"-n -L"可合写为"-nL"
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
ACCEPT     udp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            udp dpt:53
ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:53
ACCEPT     udp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            udp dpt:67
ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:67
ACCEPT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            ctstate RELATED,ESTABLISHED
ACCEPT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
INPUT_direct  all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
INPUT_ZONES_SOURCE  all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
INPUT_ZONES  all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
DROP       all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            ctstate INVALID
REJECT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            reject-with icmp-host-prohibite
d
4.4.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10条规则，可以执行以下操作

清空指定链或表中所有防火墙规则，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

[root@localhost ~]# iptables -F INPUT
[root@localhost ~]# iptables -nL INPUT
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination 

注意:
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
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
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。
比如执行以下操作 分别用来清空 filter 表、nat 表、mangle 表

[root@localhost ~]# iptables -F
[root@localhost ~]# iptables -t nat -F
[root@localhost ~]# iptables -t mangle -F

注意:
-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
-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，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
4.5.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。

比如，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>

[root@localhost ~]# 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
 
[root@localhost ~]# 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。
 
[root@localhost ~]# iptables -t filter -P FORWARD DROP
 
[root@localhost ~]# 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。

5.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。

5.1.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: -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

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。

[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -s 192.168.9.128 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -i ens33 -s 192.168.9.0/24 -j DROP

[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT           #感叹号”!”表示取反
5.2.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

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p tcp --sport 1000:3000 -j REJECT
 
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
 
[root@localhost ~]# iptables -I FORWARD -d 192.168.32.0/24 -P tcp --dport 24500:24600 -j DROP
 
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -s 192.168.32.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT
 
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -d 192.168.32.0/24 -p udp --sport 53 -j ACCEPT
 
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -s 192.168.32.0/24 -p tcp --dport 53 -j ACCEPT

TCP标记匹配: --tcp-flags TCP标记

[root@localhost ~]# 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。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP         #禁止其它主机ping本机     
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -P icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT       #允许本机ping其它主机
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp -j DROP                       #允许本机ping其它主机

[root@localhost ~]# 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

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp -j REJECT         
#此时其它主机需要配置关于icmp协议的控制类型为REJECT
5.3.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

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
#允许本机开放80、22、21、20、53端口
 
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -P udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
#允许本机开放53端口

IP范围匹配
-m iprang --src-rang IP范围

[root@localhost ~]# 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

[root@localhost ~]# 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

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

[root@localhost ~]# 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)

[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# 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。

总结

Linux包过滤防火墙主要有两种
netfilter：位于Linux内核中的包过滤功能体系，称为Linux防火墙的“内核态”
iptables：位于/sbin/iptables，用来管理防火墙规则的工具，称为Linux防火墙的“用户态”

iptables的四个规则表raw（用来决定是否对数据包进行状态跟踪）、mangle（修改数据包内容）、nat（负责网络地址转换）、filter（负责过滤数据包）
五个规则链：INPUT（处理入站数据包）、OUTPUT（处理出站数据包）、FORWARD（处理转发数据包）、PREROUTING（在进行路由选择前处理数据包）、POSTROUTING（在进行路由选择后处理数据包）
规则表应用顺序：raw→mangle→nat→filter

本文标签： 防火墙

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