Linux系统安全：安全技术 和 防火墙
一、安全技术
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入侵检测系统（Intrusion Detection Systems）：特点是不阻断任何网络访问，量化、定位来自内外网络的威胁情况，主要以提供报警和事后监督为主，提供有针对性的指导措施和安全决策依据,类 似于监控系统一般采用旁路部署（默默的看着你）方式。
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入侵防御系统（Intrusion Prevention System）：以透明模式工作，分析数据包的内容如：溢出攻击、拒绝服务攻击、木马、系统漏洞等进行准确的分析判断，在判定为攻击行为后立即予以 阻断，主动而有效的保护网络的安全，一般采用在线部署方式。（必经之路）
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防火墙（ FireWall ）：隔离功能，工作在网络或主机边缘，对进出网络或主机的数据包基于一定的规则检查，并在匹配某规则时由规则定义的行为进行处理的一组功能的组件，基本上的实现都是默 认情况下关闭所有的通过型访问，只开放允许访问的策略,会将希望外网访问的主机放在DMZ (demilitarized zone)网络中.
防水墙
广泛意义上的防水墙：防水墙（Waterwall），与防火墙相对，是一种防止内部信息泄漏的安全产品。 网络、外设接口、存储介质和打印机构成信息泄漏的全部途径。防水墙针对这四种泄密途径，在事前、事 中、事后进行全面防护。其与防病毒产品、外部安全产品一起构成完整的网络安全体系。
二、防火墙的分类
1.按保护范围划分：
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主机防火墙：服务范围为当前一台主机
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网络防火墙：服务范围为防火墙一侧的局域网
2.按实现方式划分:
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硬件防火墙：在专用硬件级别实现部分功能的防火墙；另一个部分功能基于软件实现，如：华为， 启明星辰，绿盟，深信服 )等
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软件防火墙：运行于通用硬件平台之上的防火墙的应用软件，Windows 防火墙 ISA --> Forefront
3.按网络协议划分：
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网络层防火墙：OSI模型下四层，又称为包过滤防火墙 (通过协议端口号、ip、mac)
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应用层防火墙/代理服务器：proxy 代理网关，OSI模型七层 （通过应用层数据）
补充：
应用层 进程 程序
表示层
会话层传输层 协议/端口号 防火墙
网络层 ip头部 路由器 三层
数据链路层 mac头部 交换机物理层 定义标准
包过滤防火墙
网络层对数据包进行选择，选择的依据是系统内设置的过滤逻辑，被称为访问控制列表（ACL），通过检查数据流中每个数据的源地址，目的地址，所用端口号和协议状态等因素，或他们的组合来确定是否 允许该数据包通过
优点：对用户来说透明，处理速度快且易于维护
缺点：无法检查应用层数据，如病毒等
应用层防火墙
应用层防火墙/代理服务型防火墙，也称为代理服务器（Proxy Server)
将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段，内外网用户的访问都是通过代理服务器上的“链接”来实现
优点：在应用层对数据进行检查，比较安全
缺点：增加防火墙的负载
提示：现实生产环境中所使用的防火墙一般都是二者结合体，即先检查网络数据，通过之后再送到应用 层去检查
三、Linux 防火墙的基本认识
1.Netfilter
Linux防火墙是由Netfilter组件提供的，Netfilter工作在内核空间，集成在linux内核中
Netfilter 是Linux 2.4.x之后新一代的Linux防火墙机制，是linux内核的一个子系统。
Netfilter采用模块化设计，具有良好的可扩充性，提供扩展各种网络服务的结构化底层框架。
Netfilter与IP协议栈是无缝契合，并允许对数据报进行过滤、地址转换、处理等操作。
2.netfilter 中五个勾子函数和报文流向
Netfilter在内核中选取五个位置放了五个hook(勾子) function(INPUT、OUTPUT、FORWARD、
PREROUTING、POSTROUTING)，而这五个hook function向用户开放，用户可以通过一个命令工具（iptables）向其写入规则。
由信息过滤表（table）组成，包含控制IP包处理的规则集（rules），规则被分组放在链（chain）上
提示：从 Linux kernel 4.2 版以后，Netfilter 在prerouting 前加了一个 ingress 勾子函数。可以使用这个新的入口挂钩来过滤来自第2层的流量，这个新挂钩比预路由要早，基本上是 tc 命令（流量控制工具）的替代品。
3.iptables
由软件包iptables提供的命令行工具，工作在用户空间，用来编写规则，写好的规则被送往netfilter，告诉内核如何去处理信息包
[root@zzh ~]#iptables --version
iptables v1.4.21
四、iptables
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， 具有非常稳定的性能和高效率，也因此获得广泛的应用。
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
1.包过滤防火墙概述
netfilter/iptables：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。
netfilter
- 位于Linux内核中的包过滤功能体系
- 称为Linux防火墙的“内核态”（内核空间）
- 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。
iptables
- 位于/sbin/iptables
- 用来管理防火墙规则的工具
- 称为Linux防火墙的“用户态”
- 它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易
2.iptables由五表和五链
iptables 防火墙默认的规则表、链结构 如下图：
iptables由五个表table和五个链chain以及一些规则组成
五个表（table）
security表：用于强制访问控制（MAC）网络规则，由Linux安全模块（如SELinux)实现
raw表：关闭启用的连接跟踪机制，加快封包穿越防火墙速度
mangle表：修改数据标记位规则表
nat表：地址转换规则表
filter表：地址过滤规则表，根据预定义的规则过滤符合条件的数据包，默认表为filter表
优先级由高到低的顺序为： security -->raw-->mangle-->nat-->filter
五链（chain）
INPUT链：处理入站数据包
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：
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
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
3.内核中数据包的传输过程
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当一个数据包进入网卡时，数据包首先进入PREROUTING链，内核根据数据包目的IP判断是否需要 转送出去
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如果数据包是进入本机的，数据包就会沿着图向下移动，到达INPUT链。数据包到达INPUT链后， 任何进程都会收到它。本机上运行的程序可以发送数据包，这些数据包经过OUTPUT链，然后到达
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如果数据包是要转发出去的，且内核允许转发，数据包就会向右移动，经过FORWARD链，然后到达POSTROUTING链输出
三种报文流向
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流入本机（来自外界的数据包，且目标地址是防火墙本机）：PREROUTING --> INPUT-->本机应用程序 用户空间进程
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流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING
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转发（需要经过防火墙转发的数据包)：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING
4.iptables 选项
1.准备工作
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
[root@zzh ~]#systemctl stop firewalld #关闭防火墙
[root@zzh ~]#systemctl disable --now firewalld.service
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@zzh ~]#rpm -q iptables #查看是否安装
iptables-1.4.21-18.0.1.el7.centos.x86_64
[root@zzh ~]#yum install iptables iptables-services #安装
[root@zzh ~]#iptables --version
iptables v1.4.21
[root@zzh ~]#systemctl start iptables.service
[root@zzh ~]#systemctl status iptables.service
2.iptables基本语法
①格式：
iptables [-t 表名 ] 选项 [ 链名 ] [ 匹配条件 ] [-j 控制类型 ]
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
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基本语法：
③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
5.iptables选项
-F 清空防火墙规则，默认情况filter表，加-t 表名可以情况其他表
-v 显示规则表的详细信息。
-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 数字化显示规则表，多用于和-n -L选项配合看表。
iptables -L -n
#分开写 L与n不分前后顺序
或
iptables -nL
#合起来 L必须在后面
-A ∶ 在指定链的末尾追加 添加一条新的规则
-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
-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
-P 修改默认链的默认规则，默认都是ACCEPT，使用格式：iptables -P 修改的链 修改的默认规则
-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
[root@zzh ~]#iptables -R INPUT 1 -s 192.168.246.0/24 -j ACCEPT
--line--numbers 查看规则编号
6.数据包的常见控制类型
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，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”
详细讲解下：
ACCEPT：允许数据包通过。
[root@zzh ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.246.8 -j ACCEPT
REJECT：拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应信息。
[root@zzh ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.246.8 -j REJECT
DROP：直接丢弃数据包，不给出任何回 应信息。
[root@zzh ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.246.8 -j DROP
如果即匹配了REJECT 又匹配ACCET，如下图：
7.实验：
添加新的防火墙规则
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。
删除、清空、替换规则
1.按内容删除：
2.按编号删除
3.清空规则
查看规则表
[root@zzh ~]#iptables -vnL
[root@zzh ~]#iptables -vnL --line-numbers
注意事项:
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已有规则数，否则报错
3.按内容匹配删数时，确保规则存在，否则报错
8.通用匹配 （匹配条件）
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
只有tcp 、udp有端口号53
实验1：不允许另一台主机通过icmp协议来ping本机
ping所使用的协议为icmp
准备工作，目前192.168.246.8可以通过icmp协议来ping通192.168.246.7
设置拒绝192.168.246.8机通过icmp协议来ping
此时看到192.168.246.8主机无法通过icmp协议来ping192.168.246.7主机,但是其它协议不影响
实验2：
[root@localhost ~]#iptables -I INPUT 2 -i lo -j ACCEPT
#添加网卡
实验3：
黑白名单
①黑名单：默认全部允许通过，添加谁才不允许谁通过。
②白名单：默认全部不允许通过，添加谁允许谁通过。
市场环境不会改成DROP
进入虚拟的配置：
由于xhell在真机里，所以地址是真机地址，设置白名单
又可以使用 -F选项
9.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 <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 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
##################################################
拒绝所有前 先将 22 端口 放开
##################################################
[root@localhost ~]# iptables -t filter -P FORWARD DROP
[root@localhost ~]# 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。10.模块
[root@zzh ~]#rpm -ql iptables |grep -i tcp
/usr/lib64/xtables/libxt_TCPMSS.so
/usr/lib64/xtables/libxt_TCPOPTSTRIP.so
/usr/lib64/xtables/libxt_tcp.so
/usr/lib64/xtables/libxt_tcpmss.so
[root@zzh ~]#
[root@zzh ~]#
[root@zzh ~]#
[root@zzh ~]#rpm -ql iptables |grep -i udp
/usr/lib64/xtables/libxt_udp.so
[root@zzh ~]#
.so结尾的均为模块，也就是说在使用配置防护墙规则的时候，调用的是.so结尾的配置文件
如果想禁用tcp或者udp协议进行防火墙配置，那么必须要有tcp模块或者udp模块才可以使用限制功能
1.隐含扩展
- iptables 在使用-p选项指明了特定的协议时，无需再用-m选项指明扩展模块的扩展机制，不需要手动加载扩展模块
- 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）
隐含扩展可以通过man iptables-extension查看扩展帮助
[root@localhost ~]#man iptables-extensionstcp协议的扩展选项
①TCP模块
[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配报文源端口,可为端口连续范围
[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配报文目标端口,可为连续范围
[!] --tcp-flags mask comp
mask 需检查的标志位列表，用,分隔 , 例如 SYN,ACK,FIN,RST
comp 在mask列表中必须为1的标志位列表，无指定则必须为0，用,分隔tcp协议的扩展选项
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN 表示要检查的标志位为SYN,ACK,FIN,RST四个，其中SYN必须为1，余下的必须为0，第一次握手
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN,ACK 第二次握手
#错误包
--tcp-flags ALL ALL
--tcp_flags ALL NONE
--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>使用注意:
--sport和--dport 必须配合-p <协议类型>使用
端口可以使用的范围 0-65535
--sport 指明源端口，使用格式： --sport 端口或 端口1：端口2(端口1到端口2的连续端口范围指定)
--dport 指明目的端口，使用格式： --dport 端口或 端口1：端口2(端口1到端口2的连续端口范围指定)。
实验：控制目标主机192.168.246.8不想让其访问本机（192.168.246.7）的80 端口（httpd服务)
[root@zzh ~]#rpm -q httpd
未安装软件包 httpd
[root@zzh ~]#yum install httpd -y
[root@zzh ~]#systemctl start httpd
[root@zzh ~]#systemctl status httpd没设置前192.168.246.8 可以访问192.168.246.7的80端口
接下来去192.168.246.7 服务端配置
[root@zzh ~]#iptables -A INPUT -m tcp -p tcp --dport 80 -s 192.168.246.8 -j REJECT
[root@zzh ~]#iptables -A INPUT -m tcp -p tcp --dport 22 -s 192.168.246.8 -j REJECT
如果不写地址，拒绝了所有主机访问
[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j REJECT
#拒绝任何主机通过tcp协议来连接本机的80端口的httpd服务
[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j REJECT
#拒绝任何主机通过tcp协议来连接22端口
这样也可以2选1
[root@zzh ~]#iptables -A INPUT -m tcp -p tcp --dport 22:80 -s 192.168.246.8 -j REJECT去目标192.168.246.8去检测：
②ICMP
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 回复
"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
实验要求：（192.168.246.7） 能ping通 （192.168.246.8）
（192.168.246.8）不 能ping通 （192.168.246.7）
实验前：
添加规则：
方法一：
[root@zzh ~]#iptables -A INPUT -s 192.168.246.8 -p icmp --icmp-type 8 -j REJECT
[root@zzh ~]#iptables -vnL
#添加防火墙规则，在INPUT链中加入禁止来自192.168.246.8的8包使用icmp协议，拒绝并回复
实验结果：
方法二：
也可以这样添加，在192.168.246.7添加如下规则
[root@zzh ~]#iptables -A OUTPUT -d 192.168.246.8 -p icmp --icmp-type 0 -j REJECT
[root@zzh ~]#iptables -vnL
11.显示 扩展模块
显示扩展即必须使用-m选项指明要调用的扩展模块名称，需要手动加载扩展模块
[-m matchname [per-match-options]]①multiport扩展
以离散方式定义多端口匹配,最多指定15个端口
[!] --source-ports,--sports port[,port|,port:port]...
#指定多个源端口 逗号隔开
[!] --destination-ports,--dports port[,port|,port:port]...
# 指定多个目标端口 逗号隔开
[!] --ports port[,port|,port:port]...
#多个源或目标端
[root@zzh ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.246.8 -p tcp --dport 22,80 -j REJECT
iptables v1.4.21: invalid port/service `22,80' specified
Try `iptables -h' or 'iptables --help' for more information.
[root@zzh ~]#iptables -A INPUT -s 192.168.246.8 -p tcp -m multiport --dports 22,80,3306 -j REJECT
[root@zzh ~]#iptables -vnL②iprange扩展
指明连续的（但一般不是整个网络）ip地址范围
[!] --src-range from[-to] 源IP地址范围
[!] --dst-range from[-to] 目标IP地址范围
[root@zzh ~]#iptables -A INPUT -m iprange --src-range 192.168.246.8-192.168.246.9 -j REJECT
[root@zzh ~]#iptables -vnL
Chain INPUT (policy ACCEPT 6 packets, 364 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
0 0 REJECT all -- * * 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 source IP range 192.168.91.8-192.168.91.9 reject-with icmp-port-unreachable
0 0 REJECT all -- * * 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 source IP range 192.168.246.8-192.168.246.9 reject-with icmp-port-unreachable
Chain FORWARD (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
Chain OUTPUT (policy ACCEPT 4 packets, 488 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
[root@zzh ~]#分别去检测一下：
③mac地址
mac 模块可以指明源MAC地址,，适用于：PREROUTING, FORWARD，INPUT chains
--mac-source 源mac地址，只能指定源mac地址
-m mac [!] --mac-source XX:XX:XX:XX:XX:XX
[root@zzh ~]#ip a
1: lo: mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:e7:53:3a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.246.7/24 brd 192.168.246.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::183e:c32:9272:8ece/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
3: virbr0: mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN qlen 1000
link/ether 52:54:00:0a:c7:71 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.122.1/24 brd 192.168.122.255 scope global virbr0
valid_lft forever preferred_lft forever
4: virbr0-nic: mtu 1500 qdisc pfifo_fast master virbr0 state DOWN qlen 1000
link/ether 52:54:00:0a:c7:71 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
[root@zzh ~]#iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:0c:29:e7:53:3a -j ACCEPT
[root@zzh ~]#iptables -vnL
Chain INPUT (policy ACCEPT 10 packets, 612 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
0 0 ACCEPT all -- * * 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 MAC 00:0C:29:E7:53:3A
Chain FORWARD (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
Chain OUTPUT (policy ACCEPT 6 packets, 624 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
[root@zzh ~]#
④string 字符串
对报文中的应用层数据做字符串模式匹配检测
--algo {bm|kmp} 字符串匹配检测算法
bm：Boyer-Moore 算法
kmp：Knuth-Pratt-Morris 算法
--from offset 开始查询的地方
--to offset 结束查询的地方
[!] --string pattern 要检测的字符串模式
[!] --hex-string pattern要检测字符串模式，16进制格式
实验：
先去另一台主机192.168.246.8检测一下
假设我们现在不给访问bai.html 设置防火墙规则
[root@zzh html]#iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 80 -m string --algo bm --from 62 --string "bai" -j REJECT
[root@zzh html]#iptables -vnL
Chain INPUT (policy ACCEPT 6 packets, 364 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
Chain FORWARD (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
Chain OUTPUT (policy ACCEPT 4 packets, 520 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
0 0 REJECT tcp -- * * 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 tcp spt:80 STRING match "bai" ALGO name bm FROM 62 TO 65535 reject-with icmp-port-unreachable
再去检测下
