linux-防火墙-iptables 的四表五链和SNAT与DNAT详解（理论加实验）

前言:

iptables是组成Linux平台下的包过滤防火墙，与大多数的Linux软件一样，这个包过滤防火墙是免费的，它可以代替昂贵的商业防火墙解决方案，完成封包过滤、封包重定向和网络地址转换(NAT)等功能。在日常Linux运维工作中，经常会设置iptables防火墙规则，用来加固服务安全

一 . Liunx包过滤防火墙概述：

1. Netiflter介绍

位于Linux内核中的包过滤功能体系
称为Linux防火墙的“内核态”
是干活的，负责是放过还是不放过
iptables：
位于/sbin/ipatbles,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
防火墙直接控制着端口–服务，IP，协议
对应着一些协议：TCP和UDP

2. iptables的表，链结构

规则链：

链就是规则的集合，不同的场景会读到不同的链
规则的作用：对数据包进行过滤或处理
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

### 2.1 默认包括5种规则链
INPUT：处理入站数据包，进防火墙的时候会读INPUT链
OUTPUT：处理出战数据包，出防火墙的时候会读OUTPUT链
FORWARD：处理转发数据包，中间的过程是FORWARD链去处理，尽量做在INPUT链上
POSTROUTING链：在进行路由选择后处理数据包；从内向外会查路由表；将源地址转换为外网地址出去
PREROUTING链：在进行路由选择前处理数据包；PREROUTING先把目标IP转换为私有IP在查询路由表进行数据转发

规则表：
表当中包含着不同种的链
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

3 .默认包括4个规则表

raw表：确定是否对该数据包进行状态跟踪
mangle表：为数据包设置标记；mangle打标签，raw表去识别标签，追踪状态
nat表：修改数据包中的源，目标IP地址或端口nat表和fileter是用的最多的表
filter表：确定是否放行该数据包（过滤）；防火墙的默认表filter，核心的表

二.数据包过滤的匹配流程：

2.1规则表之间的顺序：

raw–>mangel–>nat–>filter
规则链之间的顺序
入站：PREROUTING–>INPUT
出站：OUTPUT–>POSTROUTING
转发：PREROUTING–>FORWARD–>POSTROUTING

2.2 规则链内的匹配顺序

按顺序依次检查，匹配即停止（LOG策略例外）
若找不到相匹配的规则，则按该链的默认策略处理

●匹配流程示意图:

三. iptables 安装与命令使用

3.1 iptables安装与关闭

关闭firewalld防火墙：

[root@shanan ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@shanan ~]# systemctl disable firewalld.service

安装iptables防火墙：

[root@shanan ~]# yum install iptables iptables-services.x86_64  -y
已加载插件：fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
软件包 iptables-1.4.21-28.el7.x86_64 已安装并且是最新版本
正在解决依赖关系
--> 正在检查事务
---> 软件包 iptables-services.x86_64.0.1.4.21-28.el7 将被 安装
--> 解决依赖关系完成

设置iptables开机启动：

[root@shanan ~]#systemctl start iptables.service
[root@shanan ~]#systemctl enable iptables.service

3.2 iptables的基本语法：

语法结构：iptables [-t表名] 选项 [链名] [条件] [-j 控制类型]
-I是在条目首部插入；-A是尾部插入

[root@promote ~]# iptables -t filter -I INPUT -p icmp -j REJECT

对ICMP协议拒绝
注意事项：
不指定表明时，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：

ACCEPT：允许通过
DORP：直接丢弃，不给任何回应
REJECP：拒绝通过，必要时会给提示
LOG：记录日志信息，然后传给下一条规则继续匹配
iptables的管理选项：
添加新的规则：

-A：在链的末尾追加一条规则
-I：在链的开头（或指定序号）插入一条规则

举例:

[root@shanan ~]# iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT  ##允许UDP协议通过
[root@shanan ~] iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT    ##允许TCP协议通过
[root@shanan ~]iptables -I INPUT 2 -p icmp -j ACCEPT    ##在第二条当中允许TCP协议通过

3.3 查看规则列表：

-L：列出所有的规则条目
-n：以数字形式显示地址，端口等信息
-v：以更详细的方式显示规则信息
–line-numbers：查看规则时，显示规则序号

[root@shanan ~]# iptables -L
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination
ACCEPT     udp  --  anywhere             anywhere

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination
[root@shanan ~]# iptables -L INPUT --line-numbers
Chain INPUT (policy ACCEPT)
num  target     prot opt source               destination
1    ACCEPT     udp  --  anywhere             anywhere

## 3.4 删除，清空规则：
-D：删除链内指定序号（或内容）的一条规则
-F：清空所有的规则

举例：
我们想清空第一条INPUT命令

[root@shanan ~]# iptables -D INPUT 1
再次查看发现内容被删除
[root@shanan ~]# iptables -L INPUT --line-numbers
Chain INPUT (policy ACCEPT)
num  target     prot opt source               destination

不加-t直接 -F清空的是默认filter表的内容

[root@shanan ~]# iptables -F
清空指定列表要加 -t 表名称

[root@shanan ~]iptables -t nat -F    ##清空nat表
设置默认策略：

-P：为指定的链设置默认规则清空所有默认策略
要么是ACCEPT要么是DROP表的所有链


[root@shanan ~]#iptables -filter -P FORWARD DROP

[root@shanan ~]# iptables -P OUTPUT ACCEPT 

常用管理选项汇总：

3.5规则的匹配条件：

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
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
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
常见的通用匹配条件：

协议匹配：-p 协议名
地址匹配：-s 源地址，-d目的地址
接口匹配：-i入站网卡，-o出站网卡

[root@promote ~]# iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
INPUT链路中icmp协议直接被拒绝

[root@shanan ~]# iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT
除了icmp协议以外其他的所有协议都放通

举例：

[root@shanan ~]#iptables -A INPUT -i ens33 -s 192.168.0.0/16 -j DROP   ##16.0网段私网地址全部被拒绝
[root@shanan ~]# iptables -A INPUT -i ens33 -s 10.0.0.0/8 -j DROP     ##10.0公网地址全部被拒绝
[root@shanan ~]#iptables -A INPUT -i ens33 172.16.0.0/12 -j DROP  ##172网段全部被丢弃

端口是跟着数据流向决定的

3.6常用的隐含匹配条件端口匹配：

–sport源端口，–dport目的端口
ICMP类型匹配：–icmp-type ICMP类型
[root@shanan ~]# iptables -A FORWARD -s 192.168.4.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT
##在转发链中源地址为4.0端口，协议为UDP协议，53端口允许通过;也就是DNS的服务功能允许通过；DNS端口号为53
[root@shanan ~]#  iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ##ACCEPTftp服务允许通过

3.7 常用的显示匹配条件

多端口匹配：
-m multiport --sports 源端口列表
-m multiport --dports 目的端口列表
IP范围匹配：-m iprange --src-range IP范围
MAC地址匹配：-m mac --mac-source MAC地址
状态匹配: -m state --state 连接状态

常用管理选项汇总：

四 .SNAT与DNAT策略概述及实验

4.1 SNAT 原理

SNAT策略的典型应用环境：
SNAT策略主机共享单个公网IP地址接入Internet
SNAT策略的原理
源地址转换，Source Network Address Translation
修改数据包源地址
前提条件：

局域网各主机正确设置IP地址/子网掩码
局域网各主机正确设置默认网关地址
Linux网关支持IP路由转发

4.2 SNAT策略实验

4.2.1实验环境：

准备三台虚拟机；三台虚拟机都是绑定VMnet1仅主机模式
192.168.100.10作为内部主机
中间虚拟机配置双网卡作为防火墙
12.0.0.10作为外部主机

4.2.2 推荐步骤：

防火墙主机配置：
1.先将作为防火墙的那台虚拟机配置内网的网关
2.另一个网卡配置作为外部主机的网关
3.修改完后，要重启网卡，再用命令查看网卡信息
ens33 作为内部网关 192.168.100.1
ens36作为外部网关 12.0.0.1
如图所示：

4.配置数据转发功能；

修改配置文件  vi  /etc/sysctl.conf
添加一行 ：    net.ipv4.ip_forward=1
[root@shanan network-scripts]# sysctl -p  //使路由立即生效
net.ipv4.ip_forward = 1

5.清空防火墙规则，因为马上要自己配置

[root@shanan network-scripts]# iptables -F
[root@shanan network-scripts]# iptables -t  nat -F

内网主机 test1配置：
1.配置内部虚拟机的IP地址为内部地址，配置完后要重启网卡

2. 这时Ping一下防火墙主机看是否ping通

外网主机test2配置：
1.安装httpd服务，并启用服务，这边服务之前已经安装好了，只需启用就可以了
2.关闭防火墙功能，和临时防护功能
3.绑定仅主机模式网卡

4.防火墙主机配置防火墙规则：配置指定NAT表，在首部插入postrouting链，指向源地址192.168.100.10，指定外网出口ens36，将地址解析为12.0.0.1

[root@shanan network-scripts]# iptables -t nat -I POSTROUTING -s 192.168.100.10 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

5.在返回的外网主机查看日志文件发现，来访的地址发生变化

cd /var/log/httpd  查看httpd的登录日志信息
[root@test2 httpd]# cat access_log 

12.0.0.1 - - [02/Aug/2020:19:34:27 +0800] "GET /noindex/css/fonts/Bold/OpenSans-Bold.ttf HTTP/1.1" 404 238 "http://12.0.0.10/noindex/css/open-sans.css" "Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:60.0) Gecko/20100101 Firefox/60.0"

此时发现来源的地址是 12.0.0.1
成功进行了NAT转换

4.3 DNAT策略概述

DNAT策略概述：
DNAT策略的典型应用环境：
在Internat中发布位于企业局域网内的服务器
DNAT策略的原理：
目标地址转换修改数据包的目标地址

4.4DNAT策略实验

1.在内部虚拟机中启动阿帕奇服务；在防火墙主机配置将目标地址12.0.0.1地址做转换，指定TCP协议，指向80端口

iptables -t nat -I PREROUTING -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 80 -i ens36 -j DNAT --to-destination 192.168.10.10

2.外网主机可以访问来自内网的apache服务

[root@test1 network-scripts]# cd /var/log/httpd 
[root@test1 httpd]# ls
access_log  error_log
[root@test1 httpd]# cat access_log 

12.0.0.10 - - [02/Aug/2020:20:23:17 +0800] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 209 "-" "Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:60.0) Gecko/20100101 Firefox/60.0"

4.5 防火墙规则的备份和还原

将iptables规则保存到文件中进行备份：
iptables-save > /路径/名称

重新加载备份文件中的iptables规则：
iptables-restore < 备份文件的完整路径

[root@shanan yum.repos.d]# iptables-save > /opt/123.txt
[root@shanan yum.repos.d]# cat /opt/123.txt
# Generated by iptables-save v1.4.21 on Sun Aug  2 20:29:11 2020
*mangle
:PREROUTING ACCEPT [2953:448756]
:INPUT ACCEPT [630:158906]
:FORWARD ACCEPT [194:104952]
:OUTPUT ACCEPT [898:100077]
:POSTROUTING ACCEPT [1267:231527]
-A POSTROUTING -o virbr0 -p udp -m udp --dport 68 -j CHECKSUM --checksum-fill
COMMIT
# Completed on Sun Aug  2 20:29:11 2020
# Generated by iptables-save v1.4.21 on Sun Aug  2 20:29:11 2020
*nat
:PREROUTING ACCEPT [1434:102228]
:INPUT ACCEPT [148:14202]
:OUTPUT ACCEPT [9:608]
:POSTROUTING ACCEPT [16:1052]
-A PREROUTING -d 12.0.0.1/32 -i ens36 -p tcp -m tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.10.10
-A POSTROUTING -s 192.168.100.10/32 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
COMMIT
# Completed on Sun Aug  2 20:29:11 2020
# Generated by iptables-save v1.4.21 on Sun Aug  2 20:29:11 2020
*filter
:INPUT ACCEPT [493:134851]
:FORWARD ACCEPT [194:104952]
:OUTPUT ACCEPT [760:80358]
COMMIT
# Completed on Sun Aug  2 20:29:11 2020