iptables是Linux系统提供的一个强大的防火墙工具,可以实现包过滤、包重定向、NAT转换等功能。iptables是免费的,iptables是一个工具,实际的功能是通过netfilter模块来实现的,在内核2.4版本后默认集成到了Linux内核中。
一、 iptables的构成
1. 规则(rules)
规则是iptables对数据包进行操作的基本单元。即“当数据包符合规则定义的条件时,就按照规则中定义的动作去处理”。
规则中定义的条件一般包括源地址/端口、目的地址/端口、传输协议(TCP/UDP/ICMP)等。而规则定义的动作一般有放行(ACCEPT)、拒绝(REJECT)和丢弃(DROP)等。
配置iptables实际上就是增删修改这些规则。
2. 链(chains)
链是数据包传播的路径,每条链中都有若干个规则。当一个数据包到达一条链时,iptables会按照规则的顺序,从该链的第一条规则开始往下检查,如果有条件匹配的规则,则按照规则定义的动作执行;否则继续检查下一条规则。如果该数据包和链中所有的规则都不匹配,则iptables会根据该链预先定义的默认策略来处理数据包。
3. 表(tables)
iptables内置了4个表,即filter表、nat表、mangle表、raw表,分别用于实现包过滤、网络地址转换、包修改和数据跟踪处理等功能。每个表中含有若干条链,具体的规则就是根据实现目的的不同,添加到不同表的不同链中。
如下图所示,各个表相关的链:
raw表有2条链:PREROUTING、OUTPUT
mangle表有5条链:PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD
nat表有3条链:PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
filter表有3条链:INPUT、FORWARD、OUTPUT
4个表的优先级为:raw > mangle > nat > filter
二、iptables的传输过程
当数据包到达网卡时,首先会进入PREROUTING链(注意,raw表处理完后就不会再进入nat表了),完成PREROUTING链中规则的匹配和执行后(比如DNAT),iptables根据数据包的目的IP是否为本机地址,判断是否需要将该数据包转发出去。
1. 如果数据包的目的IP为本机地址,它就会进入INPUT链。可以在filter表的INPUT链中添加包过滤规则,限制哪些数据包可以访问本机;经过INPUT链中的规则处理后,剩下的数据包在本机上任何进程都可以收到,并根据需要对它们进行处理;当进程处理完后,需要发送出去的数据包会经过OUTPUT链的处理,然后到达POSTROUTING链,经过处理(比如SNAT)后输出。
2. 如果数据包的目的IP不是本机地址(比如做了DNAT、或者只是作为默认网关时走过来的包),并且系统内核开启了转发功能(ip_forward参数为1),则数据包会进入FORWARD链;此时可以在filter表的FORWARD链中设置相应的规则进行处理;经过FORWARD链的数据包再走到POSTROUTING链中处理(比如执行SNAT),最后输出。
综上,数据包在iptables中的传输链路有两种情况:
第一种:PREROUTING -> FORWARD -> POSTROUTING
第二种:PREROUTING -> INPUT -> LOCALHOST -> OUTPUT -> PUSTROUTING
所以,要想对数据包进行控制,主要可以在上面几条链路中添加规则。
(可以发现LVS的NAT模式下,会经过PREROUTING链(nat表) -> FORWARD链 -> POSTROUTING链(nat表),请求的转发在PREROUTING链中进行DNAT,响应在POSTROUTING链中进行SNAT。无论时请求还是响应都不会走到INPUT链和OUTPUT链中)
三、 iptables的使用
iptables对链的操作方法有:-I(插入),-A(追加),-R(替换),-D(删除),-L(显示)
注意,-I是将规则插入到第一行,-A是将规则追加到链的最后一行。
iptables -F:清除所有的规则
iptables -F -t nat:清除nat表的规则
iptables -P INPUT DROP:配置INPUT链的默认规则为DROP
示例:
iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.1.10 -j ACCEPT
这是一条简单的规则,表示在filter表的INPUT链中追加一条规则,规则的匹配条件是数据包的源IP为192.168.1.10,执行动作为允许(ACCEPT),即允许源IP为192.168.1.10地址的消息访问本机。
iptables中,默认表名就是filter,所以上面的规则也可以写成:
iptables -A INPUT -s 192.168.1.10 -j ACCEPT
iptables规则的匹配条件中常用的参数有:
-s匹配源地址
-d匹配目的地址
--sport匹配源端口
--dport匹配目的端口
-p匹配协议
-i匹配输入的网卡
-o匹配输出的网卡
!取反
-j规则的执行动作
示例:配置NAT转发实现内网节点访问公网
环境假设:
路由节点:
Lan口:192.168.1.10/24 eth0
Wan口:50.75.153.98/24 eth1
内网节点:192.168.1.92
1. 在内网节点上配置默认网关为路由节点的Lan口,确保内网节点的包都能走到路由节点。
route add default gw 192.168.1.10
2. 在路由节点上打开linux的路由转发功能。
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
3. 将FORWARD链的默认策略设置为DROP
iptables -P FORWARD DROP
这样确保对内网的控制,只把允许访问公网的IP添加到规则中。
4. 允许任意地址之间的确认包和关联包通过。
iptables -A FORWARD -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
这条规则很关键,否则即使后面添加了允许IP访问的规则也没用。
5. 允许指定IP地址访问公网
iptables -A FORWARD -s 192.168.1.92/24 -j ACCEPT
6. 配置一条SNAT规则,将内网节点的源IP转换为公网IP后,再将消息发出。
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.92 -j SNAT --to 50.75.153.98
示例:配置NAT转发实现公网用户访问内网节点
环境假设:
路由节点:
Lan口:192.168.1.10/24 eth0
Wan口:50.75.153.98/24 eth1
内网节点:192.168.1.92
1. 在路由节点上打开linux的路由转发功能。
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
2. 将FORWARD链的默认策略设置为DROP
iptables -P FORWARD DROP
这样确保对内网的控制,只把允许访问的IP添加到规则中。
3. 允许任意地址之间的确认包和关联包通过。
iptables -A FORWARD -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
这条规则很关键,否则即使后面添加了允许IP访问的规则也没用。
4. 允许访问指定的IP地址
iptables -A FORWARD -d 192.168.1.92 -j ACCEPT
5. 配置一条DNAT规则,将访问路由节点的公网地址转换为访问内网节点的私网地址。
iptables -t nat -A PREROUTING -d 50.75.153.98 -j DNAT --to 192.168.1.92
PS:用iptables的raw表解决ip_conntrack:table full, dropping packet的问题
raw表中包含PREROUTING链和OUTPUT链,优先级最高,可以对数据包在进入NAT表的PREROUTING链之前对消息进行处理。当用户启用了RAW表,消息在经过RAW表的PREROUTING链处理后,将跳过NAT表和ip_conntrack处理,不再做地址转换和数据包的链接跟踪处理。
所以raw表可以用在那些不需要做nat和链接跟踪的情况,提升系统性能。因为启用链接跟踪时,系统会建立一个链接跟踪表,每个消息进来时,都会去查询链接跟踪表,当系统业务量过大时,可能会引发系统CPU消耗过高。
可以通过在RAW表的PREROUTING链中配置NOTRACK标记,使数据包不再进入nat表,达到不做链接跟踪的目的,如:
iptables -t raw -A PREROUTING -p tcp -d 192.168.1.10 --dport 80 -j NOTRACK
iptables -A FORWARD -m state --state UNTRACKED -j ACCEPT
表示对访问192.168.1.10:80服务的消息在raw表的PREROUTING链中添加NORTRACK标记,以后访问这个服务的消息都不会再进行链接跟踪。
另外,再附上鸟哥的iptables流程图,可以看到各个链也是根据不同的表区分优先级的。