Linux网络----防火墙
一、安全技术和防火墙
1、安全技术
- 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。
- 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、蠕虫、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）。
- 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。
2、防火墙的分类
1.按保护范围划分：
-
主机防火墙：服务范围为当前一台主机
-
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：
-
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， 山石hillstone,天融信，启明星辰，绿盟，深信服, PaloAlto , fortinet, Cisco, Checkpoint， NetScreen(Juniper2004年40亿美元收购)等
-
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：
-
网络层防火墙：OSI模型下四层，又称为包过滤防火墙
-
应用层防火墙/代理服务器：proxy 代理网关，OSI模型七层
应用层 进程 程序
表示层
会话层传输层 端口 防火墙
网络层 ip 路由器 三层
数据链路层 mac 交换机物理层 定义标准
4.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
5.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
二、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。
三种报文流向
流入本机：PREROUTING --> INPUT-->用户空间进程(访问我的服务)
流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING（穿过我）
转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING（分摊流量）
3、防火墙工具介绍
1.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@localhost ~]#iptables --version ###查看版本号
iptables v1.4.21
2.firewalld
从CentOS 7 版开始引入了新的前端管理工具
软件包：
firewalld
firewalld-config
管理工具：
firewall-cmd 命令行工具
firewall-config 图形工
3.nftables
它重用了netfilter框架的许多部分，例如连接跟踪和NAT功能。它还保留了命名法和基本iptables设计的几个部分，例如表，链和规则。就像iptables一样，表充当链的容器，并且链包含单独的规则，这些规则可以执行操作，例如丢弃数据包，移至下一个规则或跳至新链。
从用户的角度来看，nftables添加了一个名为nft的新工具，该工具替代了iptables，arptables和ebtables中的所有其他工具。从体系结构的角度来看，它还替换了内核中处理数据包过滤规则集运行时评估的那些部分。
三、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
-
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
-
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
-
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：
-
流入本机：PREROUTING --> INPUT-->用户空间进程
-
流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING
-
转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING
4、iptables实际操作
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@localhost ~]#systemctl stop firewalld #临时关闭防火墙
[root@localhost ~]#systemctl status firewalld #查看状态
[root@localhost ~]#systemctl disable --now firewalld.service 永久开机自关闭防火墙
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@localhost ~]#yum install iptables iptables-services -y #安装
[root@localhost ~]#rpm -q iptables-services
iptables-services-1.4.21-35.el7.x86_64
[root@localhost ~]#iptables --version #查看版本
iptables v1.4.21
[root@localhost ~]#systemctl start iptables.service #开启防火墙
[root@localhost ~]#systemctl status iptables.service #查看状态
2.基本语法格式：
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：
注意：
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
注：需要大写
添加、查看、删除规则等基本操作
| 管理选项 | 用法示例 |
|---|---|
| -A | 在指定链末尾追加一条 iptables -A INPUT （操作） |
| -I | 在指定链中插入一条新的，未指定序号默认作为第一条 iptables -I INPUT （操作） |
| -P | 指定默认规则 iptables -P OUTPUT ACCEPT （操作） |
| -D | 删除 iptables -t nat -D INPUT 2 （操作） |
| -p | 服务名称 icmp tcp |
| -R | 修改、替换某一条规则 iptables -t nat -R INPUT （操作） |
| -L | 查看 iptables -t nat -L （查看） |
| -n | 所有字段以数字形式显示（比如任意ip地址是0.0.0.0而不是anywhere，比如显示协议端口号而不是服务名） iptables -L -n,iptables -nL,iptables -vnL （查看） |
| -v | 查看时显示更详细信息，常跟-L一起使用 （查看） |
| --line-number | 规则带编号 iptables -t nat -L -n --line-number /iptables -t nat -L --line-number |
| -F | 清除链中所有规则 iptables -F （操作） |
| -N | 新加自定义链 |
| -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 | 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 |
-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
下图应该是192.168.10.102，此处写错了
去192.168.10.102进行ping
如果将后面的DROP改为REJECT，先进行清空。
如果同时出现，先REJECT后ACCEPT，那么还是会拒绝
可以看序号
-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
①：
②：如果两条一样的，他只会删除第一条，建议使用编号去删除
③：
-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
宕机后去VMware，添加
-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
宕机了，虚拟机清空还是不行，只能改为accept
-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
--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”
详解：
ACCEPT：允许数据包通过。
[root@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.10.101 -j ACCEPTREJECT：拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应信息。
[root@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.10.101 -j REJECT
DROP：直接丢弃数据包，不给出任何回 应信息。
[root@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.10.101 -j DROP
7、规则
1.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。
2.删除、清空、替换规则
上面全部演示了，这儿就不重复了
3.查看规则列表
[root@localhost ~]#iptables -vnL
[root@localhost ~]#iptables -vnL --line-numbers注意事项：
- 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
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
举例：
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
设置拒绝192.168.10.102机通过icmp协议来ping
可以看出192.168.10.102无法通过icmp协议来ping129.168.10.101主机，但是其他协议不影响
②：
[root@localhost ~]#iptables -I INPUT 2 -i lo -j ACCEPT
#添加网卡③：
黑白名单
黑名单：默认全部允许通过，添加谁才不允许谁通过。
白名单：默认全部不允许通过，添加谁允许谁通过。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@localhost ~]#rpm -ql iptables |grep -i tcp
/usr/lib64/xtables/libxt_TCPMSS.so ##.so表示模块
/usr/lib64/xtables/libxt_TCPOPTSTRIP.so
/usr/lib64/xtables/libxt_tcp.so
/usr/lib64/xtables/libxt_tcpmss.so
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#rpm -ql iptables |grep -i udp
/usr/lib64/xtables/libxt_udp.so
[root@localhost ~]#.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-extensions①TCP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)。
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
图
要求：
（192.168.10.101） 能ping通 （192.168.10.102）
（192.168.10.102）不 能ping通 （192.168.10.101）
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@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.10.102 -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@localhost ~]#iptables -A INPUT -s 192.168.10.102 -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:XX④string 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
......