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Linux下使用iptables实现包过虑型防火墙
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bye2000
一、 概述 从1.1内核开始，linux就已经具有包过虑功能了，在2.0的内核中我们采用ipfwadm来操作内核包过虑规则。之后在2.2内核中，采用了大家并不陌生的ipchains来控制内核包过虑规则。现在最新linux内核版本是2.4.1，在2.4内核中我们不再使用ipchains，而是采用一个全新的内核包过虑管理工具--iptables。 这个全新的内核包过虑工具将使用户更易于理解其工作原理，更容易被使用，当然也将具有更为强大的功能。 我们说过iptables只是一个管理内核包过虑的工具，iptables 可以加入、插入或删除核心包过滤表格(链)中的规则。实际上真正来执行这些过虑规则的是netfilter(Linux 核心中一个通用架构)及其相关模块(如iptables模块和nat模块),下面我们一起来看看netfilter的工作原理。 二、 原理
数据包在filter表中的流程如图二所示。有数据包进入系统时，系统首先根据路由表决定将数据包发给哪一条链，则可能有三种情况： 1. 如果数据包的目的地址是本机，则系统将数据包送往INPUT链，如果通过规则检查，则该包被发给相应的本地进程处理；如果没通过规则检查，系统就会将这个包丢掉； 从以上我们可以看出，netfilter比起以前的ipfwadm和ipchains思路上清晰了好多，也好理解了好多，这对于原先对ipfwadm和ipchains总是感到一头雾水的用户来说无疑是一个福音。
1. 系统需求
Network packet filtering (replaces ipchains) 然后，在“IP: Netfilter Configuration ---->”选中： Connection tracking (required for masq/NAT) 其中最后两个项目可以不选，但是如果你比较怀念ipchains或者ipfwadm，你也可以将其选中，以便在2.4内核中使用ipchians或ipfwadm。但是需要注意的是，iptables是和ipchians/ipfwadm相对立的，在使用iptables的同时就不能同时使用ipchains/ipfwadm。编译成功后，这些模块文件都位于以下目录中 编译2.4.0的新内核时还应该注意要在“Processor type and features”中选择和你的CPU相对应的正确的CPU选项，否则新内核可能无法正常工作。 2. 载入模块 要使用iptables，还必须载入相关模块。可以使用以下命令载入相关模块： 三、 语法 1. 对链的操作 2. 对规则的操作 3. 指定源地址和目的地址 通过--source/--src/-s来指定源地址(这里的/表示或者的意思，下同)，通过--destination/--dst/-s来指定目的地址。可以使用以下四中方法来指定ip地址： 4. 指定协议 可以通过--protocol/-p选项来指定协议，比如-p tcp。 5. 指定网络接口将 可以使用--in-interface/-i或--out-interface/-o来指定网络接口。需要注意的是，对于INPUT链来说，只可能有-i，也即只会有进入的包；通理，对于OUTPUT链来说，只可能有-o，也即只会有出去的包。只有FORWARD链既可以有-i的网络接口，也可以有-o的网络接口。我们也可以指定一个当前并不存在的网络接口，比如ppp0，这时只有拨号成功后该规则才有效。 6. 指定ip碎片 在TCP/IP通讯过程中，每一个网络接口都有一个最大传输单元(MTU)，这个参数定义了可以通过的数据包的最大尺寸。如果一个数据包大于这个参数值时，系统会将其划分成更小的数个数据包(称之为ip碎片)来传输，而接收方则对这些ip碎片再进行重组以还原整个包。 可以在某些选项前加上!来表示非指定值，比如“-s -! 192.168.1.1/32”表示除了192.168.1.1以外的ip地址，“-p -! tcp”表示除了tcp以外的协议。 8. TCP匹配扩展 通过使用--tcp-flags选项可以根据tcp包的标志位进行过滤，该选项后接两个参数：第一个参数为要检查的标志位，可以是SYN，ACK，FIN，RST，URG，PSH的组合，可以用ALL指定所有标志位；第二个参数是标志位值为1的标志。比如你要过滤掉所有SYN标志位为1的tcp包，可以使用以下规则： 9. mac匹配扩展 10. limit匹配扩展 limit扩展是一个非常有用的匹配扩展。使用-m nat 来指定，其后可以有两个选项： --limit avg: 指定单位时间内允许通过的数据包的个数。单位时间可以是/second、/minute、/hour、/day或使用第一个字母，比如5/second和5/s是一样的，都是表示每秒可以通过5个数据包，缺省值是3/hour。 --limit-burst number：指定触发事件的阀值,缺省值是5。 看起来好像有点复杂，就让我们来看一个例子： 11. LOG目标扩展 netfilter缺省的目标(也就是一旦满足规则所定义以后系统对数据包的处理方法)有： 12. REJECT目标扩展 该目标扩展完全和DORP标准目标一样，除了向发送方返回一个“port unreachable”的icmp信息外。 还有其他一些扩展是常用的，如果你想了解可以参考Packet-Filtering-HOWTO。当然，最直接获得帮助的办法是查看iptables的在线帮助，比如想得到关于mac匹配扩展的帮助可以执行“iptables -m mac -help”命令，想得到LOG目标扩展的帮助可以执行“iptables -j LOG -help”命令。 四、 iptables使用实例 首先让我们看一下服务器/客户机的交互原理。服务器提供某特定功能的服务总是由特定的后台程序提供的。在TCP/IP网络中，常常把这个特定的服务绑定到特定的TCP或UDP端口。之后，该后台程序就不断地监听（listen)该端口，一旦接收到符合条件的客户端请求，该服务进行TCP握手后就同客户端建立一个连接，响应客户请求。与此同时，再产生一个该绑定的拷贝，继续监听客户端的请求。 举一个具体的例子：假设网络中有一台服务器A(IP地址为1.1.1.1)提供WWW服务，另有客户机B(2.2.2.2)、C(3.3.3.3)。首先，服务器A运行提供WWW服务的后台程序（比如Apache）并且把该服务绑定到端口80，也就是说，在端口80进行监听。当B发起一个连接请求时,B将打开一个大于1024的连接端口(1024内为已定义端口),假设为1037。A在接收到请求后，用80端口与B建立连接以响应B的请求，同时产生一个80端口绑定的拷贝，继续监听客户端的请求。假如A又接收到C的连接请求（设连接请求端口为1071），则A在与C建立连接的同时又产生一个80端口绑定的拷贝继续监听客户端的请求。如下所示，因为系统是以源地址、源端口、目的地址、目的端口来标识一个连接的，所以在这里每个连接都是唯一的。 服务器 客户端 每一种特定的服务都有自己特定的端口，一般说来小于1024的端口多为保留端口，或者说是已定义端口，低端口分配给众所周知的服务（如WWW、FTP等等），从512到1024的端口通常保留给特殊的UNIX TCP/IP应用程序，具体情况请参考/etc/services文件或RFC1700。 假设网络环境如下：某一单位，租用DDN专线上网，网络拓扑如下： +--------------+ 以上的IP地址都是Internet上真实的IP，故没有用到IP欺骗。并且，我们假设在内部网中存在以下服务器： 下面我们将用iptables一步一步地来建立我们的包过滤防火墙，需要说明的是，在这个例子中，我们主要是对内部的各种服务器提供保护。 1. 在/etc/rc.d/目录下用touch命令建立firewall文件，执行chmod u+x firewll以更改文件属性 ，编辑/etc/rc.d/rc.local文件，在末尾加上 /etc/rc.d/firewall 以确保开机时能自动执行该脚本。 2. 刷新所有的链的规则 echo "Starting iptables rules..." #Refresh all chains /sbin/iptables -F 3. 我们将首先禁止转发任何包，然后再一步步设置允许通过的包。 /sbin/iptables -P FORWARD DROP 4.设置关于服务器的包过虑规则： 在这里需要注意的是，服务器/客户机交互是有来有往的，也就是说是双向的，所以我们不仅仅要设置数据包出去的规则，还要设置数据包返回的规则，我们先建立针对来自Internet数据包的过虑规则。 WWW服务：服务端口为80，采用tcp或udp协议。规则为：eth0=>允许目的为内部网WWW服务器的包。 ###########################Define HTTP packets#################################### #Allow www request packets from Internet clients to www servers FTP服务：FTP服务有点特别，因为需要两个端口，因为FTP有命令通道和数据通道。其中命令端口为21，数据端口为20，并且有主动和消极两种服务模式，其消极模式连接过程为：FTP客户端首先向FTP服务器发起连接请求，三步握手后建立命令通道，然后由FTP服务器请求建立数据通道，成功后开始传输数据，现在大多数FTP客户端均支持消极模式，因为这种模式可以提高安全性。FTP服务采用tcp协议。规则为：eth0=>仅允许目的为内部网ftp服务器的包。 ############################Define FTP packets##################################### #Allow ftp request packets from Internet clients to Intranet ftp server
###########################Define smtp packets#################################### 5. 设置针对Intranet客户的过虑规则： 在本例中我们的防火墙位于网关的位置，所以我们主要是防止来自Internet的攻击，不能防止来自Intranet的攻击。假如我们的服务器都是基于linux的，也可以在每一部服务器上设置相关的过虑规则来防止来自Intranet的攻击。对于Internet对Intranet客户的返回包，我们定义如下规则。 #############Define packets from Internet server to Intranet####################### 说明：第一条允许Intranet客户采用消极模式访问Internet的FTP服务器；第二条接收来自Internet的非连接请求tcp包；最后一条接收所有udp包，主要是针对笨蛋企鹅等使用udp的服务。 6. 接受来自整个Intranet的数据包过虑，我们定义如下规则： #############Define packets from Internet server to Intranet server############### 7. 处理ip碎片 我们接受所有的ip碎片，但采用limit匹配扩展对其单位时间可以通过的ip碎片数量进行限制，以防止ip碎片攻击。 #################################Define fregment rule################################## 说明：对不管来自哪里的ip碎片都进行限制，允许每秒通过100个ip碎片，该限制触发的条件是100个ip碎片。 8. 设置icmp包过滤 icmp包通常用于网络测试等，故允许所有的icmp包通过。但是黑客常常采用icmp进行攻击，如ping of death等，所以我们采用limit匹配扩展加以限制： #################################Define icmp rule################################## 说明：对不管来自哪里的icmp包都进行限制，允许每秒通过一个包，该限制触发的条件是10个包。
#!/bin/sh echo "Starting iptables rules..." #Refresh all chains /sbin/iptables -F ###########################Define HTTP packets#################################### #Allow www request packets from Internet clients to www servers ############################Define FTP packets##################################### #Allow ftp request packets from Internet clients to Intranet ftp server ###########################Define smtp packets#################################### #############Define packets from Internet server to Intranet####################### #############Define packets from Intranet to Internet############### #################################Define fregment rule################################## #################################Define icmp rule##################################
·iptables的缺省链的名称从小写换成大写，并且意义不再相同：INPUT和OUTPUT分别放置对目的地址是本机以及本机发出的数据包的过虑规则。
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