Linux防火墙
目录
一、防火墙基础
概述
1、iptables的表、链结构
1、规则表
2、规则链
2、数据包过滤的匹配流程
1、规则表之间的顺序
2、规则链之间的顺序
3、规则链内部各条防火墙规则之间的顺序
二、编写防火墙规则
1、基本语法、数据包控制类型
2、添加、查看、删除规则等基本操作
1、添加新的规则
2、查看规则列表
3、删除、清空规则
4、设置默认策略
3、规则匹配条件
1、通用匹配
2、隐含匹配
3、显示匹配
常见链接状态
一、防火墙基础
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，具有非常的稳定的性能和极高的效率，也因此获得广泛的应用。
在许多安全技术资料中，netfilter和iptables都用来指Linux的防火墙，往往使读者产生迷惑。netfilter和ipables的主要区别如下
- netfilter：指的是Linux内核中实现包过滤防火墙的内部结构，不以程序或文件的形式存在，属于“内核态”（Kernel Space，又称为内核空间）的防火墙功能体系。
- iptables：指的是用来管理Linux防火墙的命令程序，通常位于/sbin/iptables目录下，属于“用户态”（User Space，又称为用户空间）的防火墙管理体系。
1、iptables的表、链结构
iptables的作用是为包过滤机制的实现提供规则（或称为策略），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。
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；而决定是否过滤或处理数据包的各种规则，按先后顺序存放在各规则链中。
1、规则表
为了从规则集的功能上有所区别，iptables管理这四个不同的规则表，其功能分别由独立的内核模块实现。这四个表的名称、包含的链及各自的用途如下。
- filter表：filter表用来对数据包进行过滤，根据具体的规则要求决定如何处理一个数据包。filter表对应的内核模块为iptable_nat，表内包含三个链，即INPUT、FORWORD、OUTPUT。
- nat表：nat（Nat Address Translation，网络地址转换）表主要用来修改数据包的ip地址、端口号等信息。nat表对应的内核模块为iptable_nat，表内包含三个链，即PREROUTING、POSTROUTING、OUTROUTING。
- mangle表：mangle表用来修改数据包的TOS（Type Of Service，服务类型）、TTL（Time To live，生命周期），或者为数据包设置Mark标记，以实现流量整形、策略路由等高级应用。mangle表对应的内核模块为iptables_mangle，表内包含五个链，即PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD。
- raw表：raw表是自1.2.9以后版本的iptables新增的表，主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪。raw表对应的内核模块为iptables_raw,表内包含两个链，即OUTPUT、PREROUTING。
2、规则链
在处理各种数据包时，根据防火墙规则的不同介入时机，iptables默认划分为五种不同的规则链。这五种链的名称、各自的介入时机如下
- INPUT链：当收到访问防火墙本机地址的数据包（入站）时，应用此链中的规则。
- OUTPUT链：当防火墙本机向外发送数据包（出站）时，应用此链中的规则。
- FORWARD链：当接收到需要通过防火墙中转发送给其他地址的数据包（转发）时，应用此链中的规则。
- PREROUTING链：在对数据包做路由选择之前，应用此链中的规则。
- POSTROUTING链：在对数据包做路由选择之后，应用此链中的规则。
2、数据包过滤的匹配流程
1、规则表之间的顺序
当数据包抵达防火墙时，将依次应用raw表、mangle表、nat表和filter表中对应链内的规则（如果存在），应用顺序为raw-mangle-nat-filter。
2、规则链之间的顺序
根据规则链的划分原则，不同链的处理时机是比较固定的，因此规则链之间的应用顺序取决于数据包的流向。
- 入站数据流向：来自外界的数据包到达防火墙后，首先被PRREROUTING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，则内核将其传递给FOEWARD链进行处理（允许转发、拦截或丢弃），最后交给POSTROUTING链进行处理（是否修改数据包的地址等）
- 出站数据流向：防火墙本机向外内部地址发送数据包，首先被OUTPUT链处理，然后进行路由选择，再交给POSTROUTING链进行处理（是否修改数据包的地址等）
3、规则链内部各条防火墙规则之间的顺序
当数据包经过每条规则链时，自上而下按顺序进行检查，找到相匹配的规则即停止（LOG策略例外，表示记录相关日志）
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）
二、编写防火墙规则
1、基本语法、数据包控制类型
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firewall防火墙，再安装iptables。
使用iptables命令管理、编写防火墙规则时，基本命令格式如下
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被处理；控制类型指的是数据包的处理方式，如允许、拒绝、丢弃等。选项、链名、控制类型使用大写字母，其余均为小写。
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，最常见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。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。
示例：在filter表（-t filter）的INPUT链中插入（-i）一条规则，拒绝（-j REJECT）发给本机的使用ICMP协议的数据包（-p icmp）。
iptables -t filter -I INPUT -p icmp -j REJECT
产生效果是其他主机无法ping通主机。
2、添加、查看、删除规则等基本操作
iptables命令常用管理选项
| 选项名 | 功能及特点 |
|---|---|
| -A | 在指定链的末尾添加（--append）一条新的规则 |
| -D | 删除（--delete）指定链中的某一条规则，可指规则序号或具体内容 |
| -I | 在指定链中插入（--insert）一条新的规则，未指定序号时默认作为第一条规则 |
| -R | 修改、替换（--replace）指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容 |
| -L | 列出（--list）指定链中所有的规则，若未指定链名，则列出表中的所有链 |
| -F | 清空（--flush）指定链中的所有规则，若未指定链名，则清空表中的所有链 |
| -P | 设置指定链的默认策略（--pollicy） |
| -n | 使用数字形式（--numeric）显示输出结果，如显示IP地址而不是主机名 |
| -v | 查看规则列表时显示详细（--verbose）的信息 |
| -h | 查看命令帮助信息（--help） |
| --line-numbers | 查看规则列表时，同时显示规则在链中的顺序号 |
| -X | 清空自定义链的规则，不影响其他链 |
| -N | 新加自定义链 |
| -Z | 清空链的计数器（匹配到的数据包的大小和总和） |
| -S | 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 |
1、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，可执行一下操作（其中“-p协议名”作为匹配条件）。
iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT
当使用管理选项“-I”时，允许同时指定新添加规则的顺序号，未指定序号时默认作为第一条。例如，以下操作添加的两条规则将分别位于filter表的第一条、第二条（其中省略了“-t filter”选项，默认使用filter表）。
iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT
iptables -I INPUT 2 -p icmp -j ACCEPT
不允许任何主机ping本主机
iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j REJECT DROP ACCEPT
允许主机ssh端口通过我
iptables -I INPUT 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
允许任何主机tcp
iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT
允许任何主机udp
iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT
2、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。
要以数字地址形式查看filter表INPUT链中的所有规则
3、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链中的第三条规则，可执行以下操作
iptables -D INPUT3
[root@localhost ~]# iptables -nL INPUT #确认删除效果
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
ACCEPT udp -- 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0
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-prohibited
清空指定链中或表中的所有防火墙的规则，使用管理选项“-F”
使用“-F”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。
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
4、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）、DROR（丢弃）两种。例如，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 -t filter -P FORWARD DROP
[root@localhost ~]# iptables -P OUTPUT ACCEPT
当使用“-F”清空链时，默认策略不受影响。因此要修改策略，必须通过“-P”重新设置，默认策略并不参与链内规则顺序编排，因此在其他规则之前或之后设置并无区别。
3、规则匹配条件
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、显示匹配。
1、通用匹配
也称常规匹配，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。
1、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 ，可用的协议类型存放于Linux系统的/etc/protocols文件中。
例如：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协议外的数据包
iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT #感叹号”!”表示取反
2、地址匹配
编写iptables规则时使用“-s 源地址”或“-d 目标地址”的形式指定，用来检查数据包的源地址（--source）或目标地址（--destination）。IP地址、网段地址等都是可以接受的，但不建议使用主机名、域名地址（解析过程会影响效率）。
例如：要拒绝转发源地址为192.168.1.11的数据，允许转发源地址位于192.168.7.0/24网段的数据
iptables -A FORWARD -s 192.168.1.11 -j REJECT
iptables -A FORWARD -s 192.168.7.0/24 -j ACCEPT
当遇到小规模的网络扫描或攻击时，封锁ip地址比较有效的方式。
例如：检测到来自某个网段（如10.20.30/24）的频繁扫描、登录穷举等不良企图，可立即添加防火墙规则进行封锁
iptables -I INPUT -s 10.20.30.0/24 -j DROP
iptables -I FORWARD -s 10.20.30.0/24 -j DROP
3、网络接口匹配
编写iptables规则时使用“-i 接口名”和“-o 接口名”的形式，用于检查数据包从防火墙的哪一个接口进入或发出，分别对应入站网卡（--in-interface）、出站网卡（--out-interface）。
例如：要丢弃从外网接口（eth1）访问防火墙本机且源地址为私有地址的数据包
iptables -A INPUT -i eth1 -s 10.0.0.0/8 -j DROP
iptables -A INPUT -i eth1 -s 172.16.0.0/12 -j DROP
iptables -A INPUT -i eth1 -s 192.168.0.0/16 -j DROP
2、隐含匹配
这种匹配方式要求以指定协议匹配作为前提条件，相当于子条件，因此无法单独使用，其对应的功能由iptables在需要时自动（隐含）载入内核。
要求以特定的协议匹配作为前提，包括端口、TCP标记、ICMP类型条件
1、端口匹配
使用--sport源端口、--dport 目的端口 针对的协议是TCP或UDP，用来检查数据包的源端口或目标端口。单个端口或者以冒号“:”分隔的端口范围都可以但不连续的多个端口不能采用这种方式
–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
例如：允许网段192.168.4.0/24转发DNS查询数据包，可以执行以下操作
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
构建vsftp服务器时，若要开放20、21端口，以及用于被动模式的端口范围为24500~24600，可以参考以下操作设置防火墙规则。
iptables -A INPUT -p tcp --doport 20:21 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 24500:24600 -j ACCEPT
2、ICMP类型匹配
编写iptables规则时使用“--icmp-type ICMP类型”的形式，针对的协议为ICMP，用来检查ICMP数据包的类型（--icmp-type）。ICMP类型使用字符串或数字代码表示，如：“Echo-Requst”（代码为8）、"Echo-Reply"（代码为0）、“Destination-Unreachable”（代码为3），分别对应ICMP协议请求、回显、目标不可达。
例如：禁止从其他主机ping本机，但是允许本机ping其他主机。
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 3 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p icmp -j DROP
“iptables -p icmp -h”命令，在帮助信息的最后部分列出了所有支持的类型
3、显示匹配
需要额外的内核模块，必须手动“-m 模块名称”调用相应的模块，方可匹配条件，添加带显示匹配的规则后，可以执行“lsmod|grep xt_”命令查看到相关的内核扩展模块（如xt_multiport、xt_iprange、xt_mac、xt_state）。常见的显示匹配包括多端口匹配、IP范围匹配、MAC地址匹配、状态匹配。
1、多端口匹配
编写iptables规则时使用“-m multiport --dports 端口列表”“-m multiport --sports端口列表”的形式，用来检查数据包的源端口、目标端口，多个端口之间以逗号进行分隔。
例如：允许本机开放25、80、110、143端口，以便提供电子邮件服务。
iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 25、80、110、143 -j ACCEPT
2、IP范围匹配
编写iptables规则时使用“-m iprange --src-range IP范围”“-m iprange --dst-range IP范围”的形式，来检查数据包的源地址、目标地址，其中IP范围采用“起始地址-结束地址”的形式表示。
例如：禁止转发源IP地址位于192.168.4.21与192.168.4.28之间的TCP数据包
iptables -A FORWARD -p tcp -m iprance --src-range 192.168.4.21-192.168.4.28 -j ACCEPT
3、mac地址匹配
编写iptables规则时使用“-m mac --mac-source MAC 地址”的形式，用来检查数据包的源MAC地址。由于MAC地址本身的局限性，此类匹配条件一般只适用于内部网络。
例如：根据MAC地址封锁主机，禁止其访问本机的任何应用
iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:0c:29:c0:55:3f -j DROP
4、状态匹配
编写iptables规则时使用“-m state --state 连接状态”的形式，基于iptables的状态跟踪机制用来检查数据包的连接状态（State）。常见的连接状态包括NEW（与任何连接无关）、ESTABLISHED（响应请求或者已建立连接的）和RELATED（与已有连接有相关性的，如FTP数据连接）。
例如：若要禁止转发与正常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 -A -FORWARD -m state --state NEW -p tcp ! --syn -j DROP
只开放本机的Web服务（80端口）,但对发给本机的TCP应答数据包予以放行，其他入站数据包均丢弃
iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80 -j ACCEPT
iptables -I INPUT -p tcp -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -P INPUT DROP
常见链接状态
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链接或没有任何状态
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）