Linux防火墙——iptables防火墙四表五链与SNAT和DNAT

iptables概述

• Linux系统的防火墙
  IP信息包过滤系统，它实际上由两个组件netfilter 和 iptables 组成
  主要工作在网络层，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
• netfilter/iptables关系
  • netfilter：属于"内核态"的防火墙功能体系
    是内核的一部分，由一些数据背包过滤表组成，这些表包含内核用来控制数据包过滤处理的规则集
  • iptables：属于"用户态"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后来简称为iptables。 iptables是基于内核的防火墙，其中内置了raw、mangle、nat 和 filter四个规则表。表中所有规则配置后，立即生效、不需要重启服务。在设置时需要注意，万一设置了一个默认拒绝所有此时ssh就会断开连接只能跑机房改了

四表五链

• 规则表的作用：容纳各种规则链

• 规则链的作用：容纳各种防火墙规则

• 总结：表里有链，链里有规则
  

• 四表：

  • raw表：确定是否对该数据包进行状态跟踪。包含两个规则链，OUTPUT、PREROUTING
  • mangle表：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表：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表：负责过滤数据包，确定是否放行该数据包（过滤）。包含三个规则链，INPUT、FORWARD、OUTPUT
  • 在iptables的四个规则表中，mangle表和raw表的应用相对较少

• 五链：

  • 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

规则链匹配顺序

数据包到达防火墙时，规则表之间的优先顺序：
raw > mangle > nat > filter

• 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
• 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）
  • 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）

iptables的安装

• CentOS 7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
  • systemctl stop firewalld关闭firewalld防火墙
  • systemctl disable firewalld关闭开机自启动
  • yum install iptables iptables-services安装
  • systemctl start iptables启动iptables服务

#system-config-firewallcentos6以及之前版本可启动图形化界面当然机房没有图形化

iptables 命令行配置方法

• 命令格式
  iptables [-t 表名] 管理选项 [链名] [匹配条件] [-j 控制类型]

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，否则必须制定匹配条件
控制类型使用大写字母，其余均小写

常用的控制类型

• 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，会给数据发送端一个响应信息
• SNAT：修改数据包的源地址
• MASQUERADE：伪装成一个非固定公网IP
• 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柜子。LOG只是一种辅助动作，并没有真正处理数据包

常用的管理选项

• -A：在指定链的末尾追加一条新的规则
• -I：在指定链的开头插入一条新的柜子，未指定序号时默认作为第一条规则
• -R：修改、替换指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容
• -P：设置指定链的默认策略
• -D：删除指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容
• -F：指定链中的所有规则，若未指定链名，则清空表中的所有链
• -L：列出指定链中所有的规则，若未指定链名，则列出表中的所有链
• -n：使用数字形式显示输出结果，如显示IP地址而不是主机名
• -v：显示详细信息，包括每条规则的匹配包数量和匹配字节数
• --line-numbers：查看规则时，显示规则的序号

添加新的规则

iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j REJECT-t指定表名filter，-A在表中添加链-p指定协议，-j控制类型为拒绝

此时别的客户机ping本机会ping不通且会收到响应，而本机ping别的客户机将无法返回包而DROP则直接丢弃没有响应
iptables -F清空
iptables -I INPUT 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT默认以filter表中在以有的规则中插入后面跟的2则是指定规则序号不添加默认添加为第一条规则，-p指定为tcp协议–dport位22端口-j为控制类型

查看规则列表

iptables [-t 表名] -n -L [链名] [--line-numbers]
iptables -[vn]L不可以合写为-Ln，v代表可以查看字节数和包
iptables -n -L --line-numbers–line-numbers表示把规则序号显示出来

删除规则列表

iptables -D INPUT 2删除INPUT链中第二条规则
iptables -t filter -D INPUT -P icmp -j REJECT删除指定表指定链指定规则
注意：
1.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
2.按号码匹配删除是，确保规则号码小于等于已有规则数，否则报错
3.按内容匹配删除数时，确保规则存在，否则报错

设置默认策略

iptables [-t 表名] -P <链名> <控制类型>

iptables -P INPUT DROP远程设置时先放通ssh的22号端口以免被拒绝无法连接
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

清空规则

iptables [-t 表名] -F [链名]
iptables -F INPUT删除指定链名的规则
iptables -F删除所有链规则
注意：
1.-F 仅仅是清空链中的规则，并不影响-P设置默认规则，默认规则需要手动进行修改
2.-P 设置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初级，此情况如果没有保存规则可重启主机解决
3.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

规则的匹配

• 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
    • 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
    • 实例
      iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPTFORWARD链添加一条！取反代表除了icmp以外都放通
      iptables -A INPUT -s 192.168.150.10 -j DROPINPUT链添加一条丢弃源地址为150.10的主机所发送的包
      iptables -I INPUT -i ens33 -s 192.168.150.0/24 -j DROPINPUT链插入一条丢弃所有入站ens33网卡的150.0/24网段的包
• 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

    • 可以是个别端口也可以是端口范围
      --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
      例如：
      iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
iptables -I FORWARD -d 192.168.150.0/24 -p tcp --dport 24500:24600 -j DROP

  • TCP标记匹配：

    • 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
      “Destination-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
    • 实例：
      iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP 禁止其它主机ping 本机
      iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT 允许本机ping 其它主机
      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
      此时其它主机需要配置关于icmp协议的控制类型为 REJECT
      iptables -A INPUT -p icmp -j REJECT
• 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
    • 实例：
      iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
  • MAC地址匹配
    • MAC地址匹配：-m mac --mac-source MAC地址
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
  • IP范围匹配
    • IP范围匹配：-m iprange --src-range IP范围
iptables -A FORWARD -p udp -m iprange --src-range 192.168.150.100-192.168.150.200 -j DROP 禁止转发源地址位于192.168.150.100-192.168.150.200的udp数据包
  • 状态匹配
    • 状态匹配：-m state --state 连接状态
      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
      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）
    • 实例：
      iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
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。
      #比如我和你做生意，我们谈成了生意，到了支付的时候，就可以直接调用与这笔生意相关的支付功能
      iptables -P INPUT DROP

iptables语法总结图

SNAT原理与应用

• SNAT 应用环境：局域网主机共享单个公网IP地址接入Internet（私有IP不能在Internet中正常路由）
• SNAT原理：修改数据包的源地址
• SNAT转换前提条件：
  • 局域网各主机已正确设置IP地址、子网掩码、默认网关地址
  • Linux网关开启IP路由转发
• 临时打开
  • echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
  • sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1两种方法
• 永久打开
  • vim /etc/sysctl.conf
    net.ipv4.ip_forward = 1 将此行写入配置文件
    sysctl -p 读取修改后的配置
• SNAT转换1：固定的公网IP地址
  • iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.150.0/24 -o ens33 -j SNAT --to 12.0.0.1
  • ptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.150.0/24 -o ens33 -j SNAT --to-source 12.0.0.1-12.0.0.10两种
  • 192.168.150.0/24内网ip ， -o 出站外网网卡ens33 ，12.0.0.1-12.0.0.10外网ip或地址池
• SNAT转换2：非固定的公网IP地址（共享动态ip地址）
  • iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.80.0/24 -o ens33 -j MASQUERADE
• 小知识扩展：
  一个ip地址做SNAT转换，一般可以让内网100到200台主机实现上网

DNAT原理与应用

• DNAT 应用环境
  • 在Internet中发布位于局域网内的服务器
• .DNAT原理
  • 修改数据包的目的地址
• DNAT转换前提条件
  • 局域网的服务器能够访问Internet
  • 网关的外网地址有正确的DNS解析记录
  • Linux网关开启IP路由转发
• 打开DNAT
  • vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p
• DNAT转换
  • 发布内网的Web服务
    把从ens33进来的要访问web服务的数据包目的地址转换为 192.168.80.11
    iptables -t nat -A PREROUTING -i ens33 -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.80.11或者
    iptables -t nat -A PREROUTING -i ens33 -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.80.11
iptables -t nat -A PREROUTING -i ens33 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.80.11-192.168.80.20
• 发布时修改目标端口
  • #发布局域网内部的OpenSSH服务器，外网主机需使用250端口进行连接
    iptables -t nat -A PREROUTING -i ens33 -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 250 -j DNAT --to 192.168.80.11:22
  • #在外网环境中使用SSH测试
    ssh -p 250 [email protected]
  • yum -y install net-tools 若没有 ifconfig 命令可提前使用 yum 进行安装
    ifconfig ens33
  • 注意：使用DNAT时，同时还有配合SNAT使用，才能实现响应数据包的正确返回

防火墙规则的备份和还原

• 导出（备份）所有表的规则

  • iptables-save > /opt/iptables.txt
    
    

• 导入（还原）规则

  • iptables-restore < /opt/iptables.txt备份好的文件进行还原

• 将iptables规则文件保存在 /etc/sysconfig/iptables 中，iptables服务启动时会自动还原规则

  • iptables-save > /etc/sysconfig/iptables
  • systemctl stop iptables停止iptables服务会清空掉所有表的规则
  • systemctl start iptables启动iptables服务会自动还原/etc/sysconfig/iptables 中的规则