Linux 防火墙

目录

一、Linux 防火墙基础

1.概述

2.netfilter 与 iptables

①netfilter

②iptables

3.iptables的表、链结构

①四表五链

②四表

③五链

④数据包过滤的匹配流程

⑤规则表之间的匹配顺序

⑥规则链之间的顺序

⑦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.安装iptables

2.基本语法

3.常用的控制类型

4.常用的管理选项

①添加新的规则

②查看规则表

③删除、清空规则

④设置默认策略

5.规则的匹配条件

①通用匹配

②隐含匹配

③显示匹配

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一、Linux 防火墙基础

1.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）
• 体现在对包内的 IP 地址、端口等信息的处理上
• Linux 系统的防火墙基于内核编码实现，具有非常稳定的性能和极高的效率，也因此获得广泛的应用

2.netfilter 与 iptables

①netfilter

• 是内核的一部分，由一些数据包过滤表组成，不以程序文或文件的形式存在
• 这些表包含内核用来控制数据包过滤处理的规则集
• 属于“内核态”(Kernel Space，又称为内核空间)的防火墙功能体系

②iptables

• 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
• 属于“用户态”(User. Space，又称为用户空间) 的防火墙管理体系
• 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

3.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
netfilter/iptables 后期简称为 iptables
为了更方便地组织和管理防火墙规则，iptables 采用了“表”和“链”的分层结构，且表中所有规则配置后，立即生效，不需要重启服务

①四表五链

• 规则表的作用: 容纳各种规则链;
• 表的划分依据：防火墙规则的作用相似
• 规则链的作用:容纳各种防火墙规则;
• 规则的作用：对数据包进行过滤或处理 ;
• 链的分类依据：处理数据包的不同时机
• 总结:表里有链，链里有规则

②四表

• raw：主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪 包含两个规则链，OUTPUT、PREROUTING
• mangle : 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：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：负责过滤数据包，确定是否放行该数据包(过滤)。包含三个链，即PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
• 注：在iptables 的四个规则表中，mangle 表 和raw表的应用相对较少

③五链

• 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。

④数据包过滤的匹配流程

• iptables 管理着四个默认表和五种链，各种防火墙规则依次存放在链中

⑤规则表之间的匹配顺序

• 当数据包抵达防火墙时，优先顺序为（如果存在）：
  raw >> mangle >> nat >> filter

⑥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
• 1.入站数据流向：
• 来自外界的数据包到达防火墙后，首先被 PEROUTING 链处理（是否修改数据包地址等），然后进行路由选择（判断该数据包应该发往何处）；如果数据包的目标地址是防火墙本机，那么内核将其传递给 INPUT 链进行处理（决定是否允许通过），通过后再交给系统上层的应用程序进行相应
• 2.转发数据流向：
• 来自外界的数据包到达防火墙后，首先被 PREOUTING 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 FORWARD 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）
• 3.出站数据流向：
• 防火墙本机向外部地址发送数据包，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）

⑦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)

二、编写防火墙规则

1.安装iptables

• 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firewalld防火墙，再安装iptables

#关闭firewalld防火墙
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld
#安装iptables防火墙
[root@localhost ~]# yum -y install iptables iptables-services.x86_64 
#设置iptables开机自启
[root@localhost ~]# systemctl start iptables.service 
[root@localhost ~]# systemctl enable iptables.service

2.基本语法

• 使用 iptables 命令管理、编写防火墙规则时，基本的命令格式如下：

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

注意事项：

1. 不指定表名时，默认指 filter 表
2. 不指定链名时，默认指表内的所有链
3. 除非设置链的默认策略，否则必须指定匹配条件
4. 选项、链名、控制类型使用大写字母，其余均为小写

3.常用的控制类型

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，最常用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
• SNAT:修改数据包的源地址
• DNAT:修改数据包的目的地址
• MASQUERADE:伪装成一个非固定公网IP地址
• 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。

4.常用的管理选项

• 在熟练编写各种防火墙规则之前，首先要掌握查看规则、添加规则、删除规则、清空链内规则等基本操作
• 下面将介绍 iptables 命令中常用的几个管理选项

选项名	功能及特点
-A	在指定链的末尾追加(–append)一条新的规则
-I	在指定链的开头插入(–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
-P	设置指定链的默认策略(–policy)
-D	删除(–delete)指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容
-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
-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
-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	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

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，可以执行以下操作（“-p 协议名”作为匹配条件）

[root@localhost ~]# 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 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT        #允许主机ssh端口

②查看规则表

• 查看已有的防火墙规则时，使用管理选项“-L”，结合“–line-numbers”选项还可以显示各条规则在链内的顺序号

#基本格式：
iptables [-t 表名] -n -L [链名] [--line-numbers]
#或
iptables - [vn]L

• 例如，若要查看 filter表INPUT链的所有规则，并显示序号，可以执行以下操作

[root@localhost ~]# iptables -L INPUT --line-numbers 
Chain INPUT (policy ACCEPT)
num  target     prot opt source               destination         
1    ACCEPT     all  --  anywhere             anywhere             state RELATED,ESTABLISHED
2    ACCEPT     icmp --  anywhere             anywhere            
3    ACCEPT     all  --  anywhere             anywhere            
4    ACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere             state NEW tcp dpt:ssh
5    REJECT     all  --  anywhere             anywhere             reject-with icmp-host-prohibited
6    ACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere            
7    ACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere  

• 当防火墙规则的数量较多时，若能够以数字形式显示地址和端口信息，可以减少地址解析的环节，在一定程度上加快命令执行的速度
• 例如，若要以数字地址形式查看filter表INPUT链中的所有规则，可以执行以下操作

[root@localhost ~]# iptables -n -L INPUT 
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
ACCEPT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            state RELATED,ESTABLISHED
ACCEPT     icmp --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
ACCEPT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            state NEW tcp dpt:22
REJECT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            reject-with icmp-host-prohibited
ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0  

③删除、清空规则

• 删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”
• 清空指定链或表中所有防火墙规则，使用管理选项“-F”
• 例如，若要清空filter表INPUT链中的所有规则，可以执行以下操作

[root@localhost ~]# iptables -F INPUT 
[root@localhost ~]# iptables -nL INPUT 
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination 

• 使用管理选项“-F”时，允许省略链名，默认清空表所有链的所有规则
• 例如，执行以下操作分别用来清空filter表、nat表、mangle表

iptables -F
iptables -t nat -F
iptables -t mangle -F

• 需要注意的是，当使用管理选项“-F”清空链时，默认策略不受影响
• 因此，若要修改默认策略，必须通过管理选项“-P”重新进行设置
• -P设置了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主机，此情况如果没有保存规则，则可以重启主机解决

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的数据包的规则时，则执行默认策略
• 默认策略的控制类型为ACCEPT（允许）、DROP（丢弃）两种

#基本格式
iptables [-t 表名] -p <链名> <控制类型>

• 例如，执行以下操作可以将 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 -P FORWARD DROP

iptables -P OUTPUT ACCEPT

• 一般在生产环境中设置网络型防火墙、主机型防火墙都要设置默认规则为DROP，并设置白名单，以加强安全性

5.规则的匹配条件

• 在编写防火墙规则时，匹配条件的设置起着决定性的作用
• 只有清晰、准确地设置好匹配条件，防火墙才知道对符合什么条件的数据包进行处理，避免“误杀”
• 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以下三大类：

①通用匹配

• 通用匹配也称之为常规匹配，这种匹配方式可以单独使用，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
• 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

②隐含匹配

• 这种匹配方式要求以指定的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类型等条件
• 端口匹配: --sport 源端口、–dport 目的端口 #可以是个别端口、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

iptables -A INPUT -p tcp --sport 1000:3000 -j REJECT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT

• TCP标记匹配

--tcp-flags TCP标记

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
• 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类型使用字符串或数字代码表示
• “Echo-Request”(代码为8)表示请求
• "Echo-Reply” (代码为0)表示回显
• "Destinat ion-Unreachable” (代码为3)表示目标不可达
   

③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

• 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”  

• 以上两种形式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，若要允许本机开放80、22、21、20、53端口，以便提供电子邮件服务，可以执行以下操作

iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT

• IP范围匹配

-m iprang --src-rang IP范围

• 用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，若要禁止转发源地址位于192.168.80.100-192.168.80.200的udp数据包

iptables -A FORWARD -p udp -m iprange --src-range 192.168.80.100-192.168.80.200 -j DROP

• MAC地址匹配

iptables -A FORWARD -m mac --mac-source xx:xx:xx:xx:xx:xx -j DROP（MAC地址）
#禁止来自某MAC地址的数据包通过本机转发

• 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

• 状态匹配

-m state --state 连接状态

• 基于iptables的状态跟踪机制来检查数据包的连接状态
• 常见的连接状态有：
• 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
• 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)，可以执行以下操作

iptables -A FORWARD -m state --state NEW -p tcp ! --syn -j DROP

• 再例如，若只开放本机的web服务（80端口），但发给本机的TCP应答数据包予以放行，其他入站数据包均丢弃，则对应的入站控制规则可以参考以下操作

iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80 -j ACCEPT
iptables -I INPUT -p tcp -m state --state ESTABLISHD -j ACCEPT
iptables -P INPUT DROP