详解iptables防火墙

目录

前言

一、iptables 防火墙

1.1 防火墙概述

1.1.1 netfilter

1.1.2 iptables

1.2  iptables表，链结构介绍

1.2.1  四表介绍

1.2.2 五链 介绍

1.2.3  四表五链的作用

1.3  匹配流程

二、iptables  安装

2.1  iptables  安装前的准备

2.2  iptables 防火墙的配置方法

2.2.1  基本语法、控制类型

2.2.2 注意事项

2.2.3  数据包的常见控制类型

2.2.4  iptables 常用的命令选项

2.3   添加新的规则

2.4 查看规则列表

2.5  删除、清空规则

 2.6  设置默认策略

2.7  规则的匹配条件

2.7.1  通用匹配

​编辑 2.7.2  隐含匹配

2.8  显示匹配

2.9  常用管理选项汇总

三、总结

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前言

在 Internet 中，企业通过架设各种应用系统来为用户提供各种网络服务，如wab网站，电子邮件系统，FTP服务器，数据库系统等。那么，如何来包保护这些服务器，过滤企业不需要的访问甚至是恶意入侵呢？ 在本章我们将学习系统中的防火墙netfilter 和 iptables ，包括学习防火墙的结构和匹配流程，以及如何编写防火墙规则。让我们更好地了解防火墙在生产上是怎末运用的。

一、iptables 防火墙

Linux系统的防火墙:IP信息包过滤系统，由netfilter组 和 iptables组成。
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，具有非常稳定的性能和高效率。

包过滤的工作层次：

1.1 防火墙概述

1.1.1 netfilter

netfilter: 属于"内核态”(Kernel Space，又称为内核空间）的防火墙功能体系。

是内核的一部分，由一些数据包过滤表组成，这些表包含内核用来控制数据包过滤处理的规则集。

1.1.2 iptables

iptables:属于"用户态”(User Space，又称为用户空间）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文件下。

总结：netfilter/iptables后期简称为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

1.2  iptables表，链结构介绍

iptables 的作用是为包过滤机制的实现提供规则，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，所以它会对请求的数据包的包头数据进行分析，根据我们预先设定的规则进行匹配来决定是否可以进入主机；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，在每个表容器内又包括不同的规则链，根据处理数据包的不同时机划分为五种链

1.2.1  四表介绍

四表	作用
raw	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	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、FORIARD、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）。包含三个规则链，INPUT、FORWARD、OUTPUT。

注：在iptables 的四个规则表中，mangle表和 raw表的应用相对较少。

规则表之间的顺序：raw →mangle → nat →filter 

1.2.2 五链 介绍

五链	作用
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	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	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)

1.2.3  四表五链的作用

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

1.3  匹配流程

表、链的流程示意图

入站数据流向:
来自外界的数据包到达防火墙后；首先被 PREROUTTNG 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:
来自外界的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（如局域网用户通过网关访问QQ服务器），则内核将其传递FORWARD链进行处理（允许转发或拦截、丢弃），最后交给POSTROUTING链（是否修改数据包的地址等）进行处理

出站数据流向:
防火墙本机向外部地址发送的数据包（如在防火墙主机中测试公网 DNS服务时)，首先进行路由选择，确定了输出路径后，再经由OUTPUT链处理，最后再交POSTROUTING链（是否修改数据包的地址等)进行处理。

二、iptables  安装

2.1  iptables  安装前的准备

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

关闭firewalld防火墙

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service

安装iptables  防火墙，并设置开机自启

yum -y install iptables iptables-services

systemctl start iptables.service

systemctl  enable  iptables.service

2.2  iptables 防火墙的配置方法

2.2.1  基本语法、控制类型

 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。

2.2.2 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

2.2.3  数据包的常见控制类型

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。在防火墙体系中，最常用的几种控制类型如下：

ACCEPT：允许数据报通过。

PROP：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操作来说是一个特列，因为LOG值实一种辅助动作，并没有真正处理数据包

注意：需要大写

2.2.4  iptables 常用的命令选项

常用管理选项	作用
-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

扩展：其他的管理选项

-F：清除链中所有规则iptables -F(操作)

-X：清空自定义链的规则，不影响其他链iptables -X

-Z：清空链的计数器（匹配到的数据包的大小和总和）iptables -Z

-S：查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

2.3   添加新的规则

添加新的规则时，使用管理选项“-A” “-I” ，前者用来追加规则，后者用来插入规则

-p  协议名作为匹配条件

示例一：若要早filter 表INPUT链的末尾添加一条防火墙规则，可以执行一下操作

iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j  REJECT    不允许任何主机ping 本主机

iptables -I INPUT 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT  ###  指定tcp端口22，添加的位置允许主机ssh端口经过本主机

或者拒绝数据包通过tcp  22端口

解决方案：在虚拟机里删除这个规则就可以启用：一般在生产上，我们都不会这么做，一旦误删，得去机房解决

重新进入之后将会没有，重新

2.4 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” 选项还可显示个条规则在帘内的顺序号。

格式： iptables [-t表名] -n -L〔链名][--line-numbers]
或
            iptables -[vn]L   #注意:不可以合写为-Ln

            iptables -n -L --line-numbers        【-n  -L  可以和写 -nL】

示例：查看filter 表中INPUT 链中的所有规则

2.5  删除、清空规则

删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”。

示例：若要删除filter 表INPUT链中的第五条规则

方法一：iptables -D INPUT 5       ##删除规则，通过表内行号删除

方法二：使用-A或-I 选项怎么添加的就把选项换成-D 怎末删除

 清空指定链或表中的所有防火墙规则，使用管理选项"-F”。

示例：若要清空。 filter 表 INPUT链中的所有规则，可以执行以下操作。

注意：一般我们在生产上都不会这样使用

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. 按号码匹配删除时，确保规则号码小于等于己有规则数，否则报错
3. 按内容匹配册数时，确保规则存在，否则报错

扩展：使用管理选项"-F"时，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

示例：iptables     -F
           iptables    -t    nat    -F
           iptables     -t    mangle     -F

注意：

1.-F仅仅是清空链中的规则，并不影响-P设置的默认规则，默认规则需要手动进行修改
2.-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

 2.6  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)、DROP(丢弃）两种。

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   [-t表名]   -P    <长链名><控制类型>

iptables -P INPUT DROP   
###输入后没显示,清除所有规则之后生效，因为下面只剩下DROP 添加远程端口22
[iptables -P INPUT ACCEPT #允许即可重新连接]

iptables -P FORWARD DROP
#--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

iptables -t filter -P FORWARD DROP
iptables -P OUTPUT ACCEPT

 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。另外，默认策略并不参与链内规则的顺序编排，因此在其他规则之前或之后设置并无区别
示例：

2.7  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，防火墙才知道要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三大类：通用匹配、隐含匹配、显式匹配。

2.7.1  通用匹配

通用匹配也称为常规匹配，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。

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(--protocol)，如tcp、udp、icmp 和 all(针对所有IP 数据包）等，可用的协议类型存放于Linux系的/etc/procotols文件中。

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П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

iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT 

iptables -A INPUT -s 192.168.111.40 -j DROP

iptables -I INPUT -i ens33 -s 192.168.111.0/24 -j DROP

iptables -I INPUT -p icmp -j DROP

iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT            #感叹号”!"表示取反

示例：禁止192.168.111.40主机访问本主机

 示例二：禁止192.168.111.0/24网段访问本机

 2.7.2  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、端口范围
--sport 1000    配源端口是1000的数据包
--sport 1000; 3000  匹配源端口是1000-3000的数排包
--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

iptables -I FORWARD -d 192.168.111.0/24 -p tcp --dport 24500:24600 -j DROP 

iptables -A FORWARD -s 192.168111.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT 

iptables -A FORWARD -d 192.168.111.0/24 -p udp --sport 53 -j ACCEPT 

iptables -A INPUT -s 192.168.111.0/24 -p tcp --dport 53 -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:    --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
"Dest ination-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

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 o -j ACCEPT    #允许本机ping其它主机

注意：要先拒绝: iptables -A INPUT -p icmp -j DROP

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

iptables -A INPUT -p icmp -j REJECT#此时其它主机需要配置关于icmp协议的控制类型为REJECT

2.8  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:
-m multiport --sport     源端口列表
-m multiport --dport     目的端口列表

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 AcCEPr
模拟：安装服务，先开启防火墙，再允许端口通过

 
IP范围匹配：

-m iprange --src -range       IP范围

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

#禁止转发源地址位于192.168.80.100-192.168.80.200的udp数据包

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

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
RBLATED：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  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)

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

2.9  常用管理选项汇总

类别	条件类型	用法
通用匹配	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
隐含匹配	端口匹配	--sport 源端口、--dport 目的端口
	ICMP类型匹配	--icmp-type ICMP类型
显示匹配	多端口匹配	-m multiport --sports|--dports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

三、总结

1.   iptables的基本语法：

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

2. iptabes 常用管理选项：

A、   I、   L、   n、   v、    --line-numbers、   D、   F、   P

3. iptables  规则匹配条件：

通用匹配、隐含匹配、显示匹配