编译内核实现iptables防火墙layer7应用层过滤 (三)

在前面的两篇文章中我们主要讲解了Linux防火墙iptables的原理及配置规则，想博友们也都知道iptables防火墙是工作在网络层，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。以基于网络层的数据包过滤机制为主，同时提供少量的传输层、数据链路层的过滤功能。难以判断数据包对应于何种应用程序(如:QQ、迅雷等)

   安装netfilter-layer7补丁包的作用是为Linux内核、iptables添加相应的补丁文件，重新编译安装后提供基于应用层(第7层)的扩展功能。通过独立的l7-protocols协议包提供对各种应用层协议的特征识别与定义，便于更新

整体实现过程

1、添加内核补丁，重新编译内核，重启系统并以新内核引导系统

2、给下载的iptables打补丁，并重新制作成rpm包安装

3、安装i7-protocols协议包

4、使用iptables命令设置应用层过滤规则

需求描述

1、重新编译Linux内核，添加l7-filter应用层过滤补丁

2、重新编译iptables，添加l7-filter应用层过滤补丁

3、设置过滤规则，禁止使用QQ、MSN等聊天工具

4、设置过滤规则，禁止使用迅雷、电驴等下载工具

使用的软件包列表：

Linux内核源码包：kernel-2.6.32-358.el6.src.rpm       点此下载

iptables源码包：iptables-1.4.7-9.el6.src.rpm         点此下载

layer7补丁包源码包：netfilter-layer7-v2.23.tar.gz    点此下载

协议定义包：l7-protocols-2009-05-28.tar.gz           点此下载

系统与iptables版本：

######系统版本CentOS_6.4
[root@localhost ~] # uname -sr
Linux 2.6.32-358.el6.x86_64
######防火墙版本
[root@localhost ~] # rpm -qa | grep iptables
iptables-1.4.7-9.el6.x86_64
iptables-ipv6-1.4.7-9.el6.x86_64

安装编译环境：

[root@localhost ~] # yum -y groupinstall "Development tools" "Server Platform Development"

解压并编译内核

######添加安装src格式的软件包需要的用户
[root@localhost ~] # useradd mockbuild
######安装内核会在当前用户目录下生成一个rpmbuild目录，而目录中有我们需要源码格式的内核文件
[root@localhost ~] # rpm -ivh kernel-2.6.32-358.el6.src.rpm
warning: kernel-2.6.32-358.el6.src.rpm: Header V3 RSA /SHA256 Signature, key ID fd431d51: NOKEY
1:kernel                 ########################################### [100%]
######解压缩内核文件
[root@localhost ~] # tar xf rpmbuild/SOURCES/linux-2.6.32-358.el6.tar.bz2 -C /usr/src/
######解压缩layer7
[root@localhost ~] # tar xf netfilter-layer7-v2.23.tar.gz -C /usr/src/
######切换目录为内核创建软链接，也可以重命名为linux；建议创建链接文件
[root@localhost ~] # cd /usr/src/
[root@localhost src] # ln -sv linux-2.6.32-358.el6 linux
"linux" -> "linux-2.6.32-358.el6"
######切换到内核目录为内核打补丁
[root@localhost src] # cd linux
[root@localhost linux] # patch -p1 < ../netfilter-layer7-v2.23/kernel-2.6.32-layer7-2.23.patch
######打补丁提示信息
patching file net /netfilter/Kconfig
Hunk #1 succeeded at 894 (offset 99 lines).
patching file net /netfilter/Makefile
Hunk #1 succeeded at 96 (offset 12 lines).
patching file net /netfilter/xt_layer7 .c
patching file net /netfilter/regexp/regexp .c
patching file net /netfilter/regexp/regexp .h
patching file net /netfilter/regexp/regmagic .h
patching file net /netfilter/regexp/regsub .c
patching file net /netfilter/nf_conntrack_core .c
Hunk #1 succeeded at 201 with fuzz 1.
patching file net /netfilter/nf_conntrack_standalone .c
Hunk #1 succeeded at 171 with fuzz 2 (offset 6 lines).
patching file include /net/netfilter/nf_conntrack .h
Hunk #1 succeeded at 116 (offset -2 lines).
patching file include /linux/netfilter/xt_layer7 .h
######拷贝当前系统的config编译配置文件为模板编译内核
[root@localhost linux] # cp /boot/config-2.6.32-358.el6.x86_64 /usr/src/linux/.config
######配置内核参数
[root@localhost linux] # make menuconfig

配置内核参数

按方向键"↑ ↓"选择内核参数，以"--->"结尾的表示还有子选项，按回车键进入子选项； "← →"选择菜单项；"Tab"键切换到菜单项

空格键选择内核编译类型：

[ ]:空选型表示不需要再新内核中使用该功能。

[M]:表示将此项功能编译为模块，以便在需要时加载。

[*]:将此功能直接编入新内核，作为内核的一部分。

执行完"make menuconfig"命令后会进入内核编辑模式，紫色表示选中，按回车进入下一级菜单；如下图1：

【图1】

【图2】选中的内核参数，按回车键进入下一级菜单：

【图2】

【图3】选中的内核参数，按回车键进入下一级菜单：

【图3】

【图4】选中的内核参数，按回车键进入下一级菜单：

【图4】

【图5】选中的内核参数，按"空格键"选择为"<M>"表示编译成内核模块，启用这一项表示让内核支持7层过虑功能：

【图5】

【图5】选择"Exit"菜单项退回到"【图1】"模式：

选择"【图6】"选中的内核参数，按回车键进入下一级菜单：

【图6】

取消【图7】选中的内核参数，不编译此项功能：

【图7】

【图7】中选择"Exit"菜单项退回到【图6】模式，选中【图8】内核参数，按回车键进入下一级菜单：

【图8】

取消【图9】选中的内核参数，不编译此项功能：

【图9】

选择"Exit"菜单项，直至出现【图10】中提示，选择"Yes"保存并退出：

【图10】

注释：【图6】到【图9】不编译那两项内核参数的原因是因为，我们是从红帽下载的最新的内核文件，虽然版本看着像是有点老，但这是红帽一惯的命名风格，其实内核文件中包含了目前最新内核的新特性；而netfilter-layer7并不支持新的内核，于是就改了netfilter-layer7文件让它支持新的内核；从红帽官方下载的内核文件在编译时需要密钥验证，我们又没有密钥，所以就去掉上面那两项内核参数，在编译时不让检查密钥验证，这样我们就能顺利的编译安装通过了。而netfilter-layer7文件点上面的链接可以直接下载，我已上传到51cto上面，但是在下载前需要登录51cto；当然如果不使用这里的netfilter-layer7，从官方网站下载也可以，但是那就要下载老一点版本的内核了，其他做法都是一样的

开始编译安装内核

######执行下面命令编译安装内核，与平时安装源码包的方式不尽相同，编译内核是个漫长的过程，根据电脑性能不同编译的时间也不尽相同，但至少也要30分钟左右
[root@localhost linux] # make
[root@localhost linux] # make modules_install
[root@localhost linux] # make install

编译安装完成后重启系统，在grup引导菜单中选择新编译的内核启动系统：

至此我们终于把内核成功编译安装完成了，下面开始对iptables包打补丁并制作成rpm包进行升级：

######切换到/root目录下并重命名安装内核时生成的rpmbuild目录免得覆盖
[root@localhost linux] # cd /root
[root@localhost ~] # mv rpmbuild rpmbuild.bak
######安装iptables
[root@localhost ~] # rpm -ivh iptables-1.4.7-9.el6.src.rpm
warning: iptables-1.4.7-9.el6.src.rpm: Header V3 RSA /SHA256 Signature, key ID fd431d51: NOKEY
1:iptables               ########################################### [100%]
######安装完成会生成rpmbuild目录，这个目录下有我们需要的iptables源码包
[root@localhost ~] # cd rpmbuild/SOURCES/
######解压缩源码包
[root@localhost SOURCES] # tar xf iptables-1.4.7.tar.bz2
######切换到刚解压的源码包内为iptables打补丁
[root@localhost SOURCES] # cd iptables-1.4.7/extensions/
[root@localhost extensions] # cp /usr/src/netfilter-layer7-v2.23/iptables-1.4.3forward-for-kernel-2.6.20forward/libxt_layer7.* ./
######退回到SOURCES目录删除iptables源码包
[root@localhost extensions] # cd ../../
[root@localhost SOURCES] # rm -rf iptables-1.4.7.tar.bz2
######对打过补丁的iptables重新打包压缩
[root@localhost SOURCES] # tar jcf iptables-1.4.7.tar.bz2 iptables-1.4.7/*
######已经做好了打好补丁的源码包可以删除iptables目录了
[root@localhost SOURCES] # rm -rf iptables-1.4.7
######切换到rpmbuild/SPECS目录
[root@localhost SOURCES] # cd ../SPECS/
######打开spce文件修改其内容
[root@localhost SPECS] # vim iptables.spec
######下面修改为10%，因为iptables与我们系统使用的版本相同所以不能升级安装，在这里修改一下也就是升级了一个版本这样我们就容易升级安装了
Release: 10%{?dist}
Packager: ALLEN       ######这项可以不用加入，用来显示签名的
######最后三项要修改成新内核的路径，修改完成可以保存退出了
. /configure -- enable -devel -- enable -libipq --bindir= /bin --sbindir= /sbin --sysconfdir= /etc --libdir=/%{_lib} --libexecdir=/%{_lib} --mandir=%{_mandir} --includedir=%{_includedir} --with-xtlibdir=/%{_lib} /xtables- %{version} --with-kernel= /usr/src/linux --with-kbuild= /usr/src/linux --with-ksource= /usr/src/linux
######开始制作rpm包
[root@localhost SPECS] # rpmbuild -bb iptables.spec

升级安装iptables:

######切换目录并查看生成了哪些文件
[root@localhost SPECS] # cd ../RPMS/x86_64/
[root@localhost x86_64] # ls
iptables-1.4.7-10.el6.x86_64.rpm            iptables-devel-1.4.7-10.el6.x86_64.rpm
iptables-debuginfo-1.4.7-10.el6.x86_64.rpm  iptables-ipv6-1.4.7-10.el6.x86_64.rpm
######升级安装iptables，由于当前系统安装了下面两个包，所以这里只需要安装下面两个包即可
[root@localhost x86_64] # rpm -Uvh iptables-1.4.7-10.el6.x86_64.rpm iptables-ipv6-1.4.7-10.el6.x86_64.rpm
Preparing...                 ########################################### [100%]
1:iptables               ########################################### [ 50%]
2:iptables-ipv6           ########################################### [100%]

安装协议扩展包：

######切换到协议包所在位置
[root@localhost x86_64] # cd /root
######解压缩l7-protocols协议包
[root@localhost ~] # tar xf l7-protocols-2009-05-28.tar.gz
######切换目录并安装协议扩展包
[root@localhost ~] # cd l7-protocols-2009-05-28
[root@localhost l7-protocols-2009-05-28] # make install
mkdir -p /etc/l7-protocols
cp -R * /etc/l7-protocols

此时整个内核编译就成功安装升级完成了，现在只需要编写iptables规则就可以对7层协议做相应的限制和过滤了

支持的layer7应用层协议

匹配格式：iptables [-t 表名] -m layer7 --l7proto 协议名

支持以下常见应用层协议：

   QQ：腾讯公司QQ程序的通讯协议

   msnmessenger：微软公司MSN程序的通讯协议

   msn-filetransfer：MSN程序的文件传输协议

   xunlei：迅雷下载工具使用的协议

   其他应用层协议：http、ftp、dns、imap、pop3等

示例：过滤使用QQ协议的转发数据

[root@localhost /]# iptables -A FORWARD -m layer7 --l7proto qq -j DROP

除了针对应用层协议过滤之外，还支持以下过滤方式：

根据时间过滤

匹配格式：-m time --timestart 起始时间 --timestop 结束时间 --weekdays 每周的那些天

时间格式以24小时制表示，如早9:30 晚18:00

每周一至周日对应的英文缩写表示为：Mon、Tue、Wed、Thu、Fri、Sat、Sun 也可以使用数字表示周一至周日，如：1、2、3、4、5、6、7

根据并发连接数过滤

匹配格式：-m connlimit --connlimit-above 上限数

根据字符串过滤

匹配格式：-m string --string “字符串” --algo {bm|kmp}

algo是一种算法(算法指的是用于比对数据包字符串的特定方法)，可以为bm或kmp，其中任意即可

注：以上匹配格式在前两篇博文中有详细介绍

查看都支持哪些协议：

下面我们以一个案例来设置iptables的7层过滤规则，如下图：

说明：Client为虚拟机，系统：Windows XP   网卡：Vmnet2

Iptables为虚拟机，系统：Centos6.4_x86_64   网上：eth1为内网的网关使用网上类型为VMnet2；eth0为外网IP使用网卡类型为桥接

案例描述:在Iptables服务器上面做7层防火墙过虑限制客户端不能上QQ、用迅雷下载数据

1、在Iptables Server上开启路由转发功能：

[root@localhost ~] # vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost ~] # sysctl -p            #执行此命令让其生效

2、查看nf_conntrack模块是否加载：

[root@localhost ~] # lsmod | grep -w nf_conntrack
nf_conntrack           79485  6 xt_layer7,iptable_nat,nf_nat,nf_conntrack_ipv4,nf_conntrack_ipv6,xt_state

3、查看内核连接追踪功能是否开启：

[root@localhost ~] # sysctl -a | grep acct
kernel.acct = 4 2   30
######如果下面值为0，修改为1
net.netfilter.nf_conntrack_acct = 1
######打开下面文件加入到里面执行如下命令即可生效
[root@localhost ~] # vim /etc/sysctl.conf
net.netfilter.nf_conntrack_acct = 1
[root@localhost ~] # sysctl -p
######也可使用此项命令修改，但一重启系统便会失效
[root@localhost ~] # sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_acct=1

设置规则：拒绝QQ登录与使用迅雷下载

[root@localhost ~] # iptables -A FORWARD -s 192.168.10.0/24 -m layer7 --l7proto qq -j DROP
[root@localhost ~] # iptables -A FORWARD -s 192.168.10.0/24 -m layer7 --l7proto xunlei -j DROP

验证如下图：

查看防火墙匹配规则是否匹配到数据流量，如下图：

到此终于把Iptables防火墙完美结局了，如果博友们做的过程中遇到问题，可以留言，会第一时间回复...