iptables防火墙

iptables防火墙

Linux防火墙基础

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（或称网络层防火墙）。Linux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。

在许多安全技术资料中，netfilter和iptables都用来指Linux防火墙。

netfilter和iptables的主要区别如下所述：

netfilter：指的是Linux内核中实现包过滤防火墙的内部结构，不以程序或文件的形式存在，属于“内核态”（KernelSpace，又称内核空间）的防火墙功能体系。

iptables：指的是用来管理Linux防火墙的命令程序，通常位于/sbin/iptables，属于“用户态”（User Space，又称用户空间）的防火墙管理体系。

niptables的表、链结构

iptables的作用是在于为包过滤机制的实现提供规则（或称策略），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。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。

其中每个规则“表”相当于内核空间的一个容器，根据规则集的用途不同划分为默认的四个表；在每个“表”容器内包括不同的规则“链”，根据处理数据包的时机不同划分为五种链；而决定是否过滤或处理数据包的各种规则，按先后顺序存放在各规则链中。

1.规则表

为了从规则集的功能上有所区别，iptables管理着四个不同的规则表，其功能分别由独立的内核模块实现。这四个表的名称、包含的链、各自的用途如下所述：

filter表：filter表用来对数据包进行过滤，根据具体的规则要求决定如何处理一个数据包。filter表对应的内核模块为iptable_filter，表内包含三个链：INPUT、FORWARD、OUTPUT。

nat表：nat（Network Address Translation，网络地址转换）表主要用来修改数据包的IP地址、端口号信息。nat表对应的内核模块为iptable_nat,表内包含三个链：PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT。

mangle表：mangle表用来修饰数据包的TOS（Type Of Services，服务类型）、TTL（Time To Live，生存周期）值，或者为数据包设置Mark标记，以实现流量整形、策略路由等高级应用。mangle表对应的内核模块为iptable_mangle，表内包含五个链：PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD。

raw表：raw表是自1.2.9以后版本的iptables新增的表，主要用来决定是否对数据包进行装态跟踪。raw表对应的内核模块为iptable_raw，表内包含两个链：OUTPUT、PREROUTING。

2.规则链

在处理各种数据包时，根据防火墙规则的不同介入时机，iptables默认划分为五种不同的规则链。这五种链的名称、各自的介入时机如下所述：

INPUT链：当收到访问防火墙本机地址的数据包（入站）时，应用此链中的规则。

OUTPUT链：当防火墙本机向外发送数据包（出战）时，应用此链中的规则。

FORWARD链：当接受到需要通过防火墙中转发送给其他地址的数据包（转发）时，应用此链中的规则。

PREROUTING链：在对数据包作路由选择之前，应用此链中的规则。（对目标地址进行修改）

POSTROUTING链：在对数据包作路由选择之后，应用此链中的规则。（对源地址进行修改）

其中INPUT、OUTPUT链主要用在“主机型防火墙”中，即主要针对服务器本机进行保护的防火墙；而FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING链多用在“网络型防火墙”中，例如使用Linux防火墙作为网关服务器，在公司内网与Internet之间进行安全控制。

n数据包过滤的匹配流程

1.规则表之间的顺序

当数据包抵达防火墙时，将依次应用raw、mangle、nat和filter表中对应链内的规则（如果有的话），应用顺序为：raw→mangle→nat→filter。

2.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，具体表述如下：

入站数据流向：来自外界的数据包到达防火墙后，首先被PERROUTING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。PREROUTING→INPUT

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），则内核将其传递给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都等）进行处理。PREROUTING→FORWARD→POSTROUTING

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），首先被OUTPUT链处理，然后进行路由选择，再交给POSTROUTING链（是否修改数据包的地址等）进行处理。OUTPUT→POSTROUTING

3.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，依次按第1条规则、第2条规则、……的顺序进行匹配和处理。链内的过滤遵循“匹配即停止”的原则，一旦找到一条相匹配的规则（使用LOG日志操作的规则除外），则不再检查本链内后续的其他规则。如果比对完整个链，也找不到和数据包相匹配的规则，就按照该规则链的默认策略进行处理。

编写防火墙规则

n基本语法、控制类型

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]

其中，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；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；控制类型指定的是数据包的处理方式，如允许、拒绝、丢弃等。链名和控制类型必须大写。

对于防火墙来说，数据包的控制类型非常关键，直接关系到数据包的放行、封堵以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所述：

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”原则对于LOG操作来说是一个特例，因为LOG只是一种辅助动作，并没有真正的处理数据包。

n添加、查看、删除规则等基本操作

iptables的常用管理选项

选项名功能及特点

-A在指定链的末尾添加（--append）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在指定链中插入（--insert）一条新的规则，未指定序号时

默认作为第1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

-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

-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

-P设置指定链的默认策略（--policy）

-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查看规则列表时显示详细（--verbose）的信息

-h查看命令帮助信息（--help）

-X删除自定义的规则链（自定义的规则链必须链接上默认的则

链才能生效）

--line-numbers查看规则列表时，同时显示规则在链中的顺序号

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（其中“-p协议名”作为匹配条件）

[root@localhost]#iptables -t filter -A INPUT -p tcp -jACCEPT

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1条。例如，以下操作添加的两条规则将分别位于filter表的第1条、第2条（其中省略了“-t filter”选项，默认使用filter表）。

[root@localhost]#iptables-I INPUT-pudp-jACCEPT

[root@localhost]#iptables-I INPUT2-picmp-jACCEPT

2.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”选项还可以显示各条规则在链内的顺序号。例如，若要查看filter表INPUT链中的所有规则，并显示规则序号，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables -L INPUT--line-numbers

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-LINPUT//“-n -L”可合写为“-nL”

3.删除、清空规则

删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”。例如，若要删除filter表INPUT链中的第3条规则，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables-DINPUT3

清空指定链或表中的多有防火墙规则，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-FINPUT

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，以下操作分别用来filter表、nat表、mangle表。

[root@localhost]#iptables -F

[root@localhost]#iptables -t nat -F

[root@localhost]#iptables -t mangle -F

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）这两种。例如，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。

[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。

n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、准确的设置好匹配条件，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、显示匹配。

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。

1）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系统的/etc/protocols文件中。例如，若要丢弃通过icmp协议访问防火墙本机的数据包、允许转发经过防火墙的除icmp协议以外的数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables-IINPUT-picmp-jDROP

[root@localhost]#iptables-AFORWARD-p ！icmp-jACCEPT

2）地址匹配

编写iptables规则时使用“-s 源地址”或“-d 目标地址”的形式指定，用来检查数据包的源地址（--source）或目标地址（--destination）。IP地址、网段地址等都是可以接受的，但不建议使用主机名、域名地址（解析过程会影响效率）。例如，若要拒绝转发源地址为192.168.1.11的数据、允许转发源地址位于192.168.7.0/24网段的数据，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables -A FORWARD -s 192.168.1.11 -jREJECT

[root@localhost]#iptables -A FORWARD -s 192.168.7.0/24 -jACCEPT

当遇到小规模的网络扫描或攻击时，封IP地址是比较有效的方式。例如，若检测到来自某个网段（10.20.30.0/24）的频繁扫描、登录穷举等不良企图，可立即添加防火墙规则进行封锁。

[root@localhost]#iptables -I INPUT -s 10.20.30.0/24-j DROP

[root@localhost]#iptables -I FORWARD -s10.20.30.0/24-j DROP

3）网络接口匹配

编写iptables规则时使用“-i接口名”和“-o 接口名”的形式，用于检查数据包从防火墙的哪一个接口进入或发出，分别对应入站网卡（--in-interface）、出战网卡（--out-interface）。例如，若要丢弃从外网接口（eth1）访问防火墙本机且源地址为私有地址的数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables -A INPUT -i eth1 -s10.0.0.0/8-j DROP

[root@localhost]#iptables -A INPUT -i eth1 -s172.16.0.0/12-j DROP

[root@localhost]#iptables -A INPUT -i eth1 -s192.168.0.0/16-j DROP

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,因此无法独立使用,其对应的功能由iptables在需要时自动(隐含)载入内核常见。常见的隐含匹配包括端口匹配、TCP标记匹配、ICMP类型匹配。

1）端口匹配

编写iptables规则时使用“―sport 源端口”或“--dport 目标端口”的形式，针对的协议为TCP或UDP，用来检查数据包的源端口（--source-port）或目标端口（--destination-port）。单个端口号或者以冒号“：”分隔的端口范围都是可以接受的，但不连续的多个端口不能采用这种方式。例如，若要允许为网段192.168.4.0/24转发DNS查询数据包，可以执行以下操作：

[root@localhost]#iptables -A FORWARD -s 192.168.4.0/24 -pudp- -dport 53 -j ACCEPT

[root@localhost]#iptables -A FORWARD -d 192.168.4.0/24 -pudp- -sport 53 -j ACCEPT

再例如，构建vsftpd服务器时，若要开放20、21端口，以及用于被动模式的端口范围24500-24600，可以参考以下操作设置防火墙规则。

[root@localhost]#iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21-j ACCEPT

[root@localhost]#iptables -A INPUT -p tcp --dport24500:24600 -j ACCEPT

2）TCP标记匹配

编写iptables规则时使用“--tcp-flags 检查范围 被设置的标记”的形式，针对的协议为TCP，用来检查数据包的标记位（--tcp-flags）。其中“检查范围”指出需要检查数据包的哪几个标记，“被设置的标记”则明确匹配对应值为1的标记，多个标记之间以逗号进行分隔。例如，若要拒绝从外网接口（eth1）直接访问防火墙本机的TCP请求，但其他主机发给防火墙的TCP响应等数据包允许，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables -P INPUT DROP

[root@localhost]#iptables -I INPUT -i eth1 -p tcp--tcp-flags SYN,RST,ACK SYN -j DROP

[root@localhost]#iptables�CI INPUT -i eth1 -p tcp--tcp-flags ！ --syn -j ACCEPT

上述防火墙规则操作中，“--syn”的用法是兼容旧版本iptables的形式，等同于第二条规则中“--tcp-flagsSYN,RST,ACK SYN”。

3）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-type）。ICMP类型使用字符串或数字代码表示，如“Echo-Request”（代码为8）、“Echo-Reply”（代码为0）、“Destination-Unreachable”（代码为3），分别对应ICMP协议的请求、回显、目标不可达。例如，若要禁止从其他主机ping本机，但是允许本机ping其他主机，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8-j DROP

[root@localhost]#iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0-j ACCEPT

[root@localhost]#iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 3-j ACCEPT

[root@localhost]#iptables -A INPUT -p icmp -j DROP

关于可用的ICMP协议类型，可以执行“iptables -p icmp -h”命令，在帮助信息的最后部分列出了所有支持的类型。

[root@localhost]#iptables -p icmp -h

3.显示匹配

这种匹配方式要求有额外的内核模块提供支持，必须手动以“-m 模块名”的形式调用相应的模块，然后方可设置匹配条件。添加了带显示匹配条件的规则以后，可以执行“lsmod | grepxt_”命令查看到相关的内核扩展模块（如xt_multiport、xt_iptrange、xt_mac、xt_state）。常见的显示匹配包括多端口匹配、IP范围匹配、MAC地址匹配、状态匹配。

1)多端口匹配

编写iptables规则时使用“-m multiport --dport 端口列表”、“-m multiport--sport 端口列表”的形式，用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25、80、110、143端口，以便提供电子邮件服务，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables -A INPUT -p tcp -m multiport--dport 25,80,110,143 -j ACCEPT

2)IP范围匹配

编写iptables规则时使用“-m iprange --src-range IP范围”、“-m iprange�Cdst-rangeIP范围”的形式，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IP地址位于192.168.4.21与192.168.4.28之间的TCP数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost]#iptables -A FORWARD -p tcp -m iprange--src-range 192.168.4.21-192.168.4.28 -j ACCEPT

3)MAC地址状态

编写iptables规则时使用“-m mac --mac-source MAC地址”的形式，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。例如，若要根据MAC地址封锁主机，禁止其访问本机的任何应用，可以参考以下操作。

[root@localhost]#iptables�CA INPUT �Cm mac --mac-source 00:0c:29:c0:55:3f-j DROP

4)状态匹配

编写iptables规则时使用“-m state --state 连接状态”的形式，基于iptables的状态机制用来检查数据包的连接状态（state）。常见的连接状态包括NEW（与任何连接无关的）、SETABLISHED（响应请求或者已建立连接的）和RELATED（与已有连接有相关性的，如FTP数据连接）。例如，如要禁止转发与正常TCP连接无关的非- -syn请求数据包（如伪造的一些网络攻击数据包），可以执行以下操作。

[root@localhost]#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），但对发给本机的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参考以下操作。

[root@localhost]#iptables�CI INPUT -p tcp -m multiport--dport 80 -j ACCEPT

[root@localhost]#iptables -I INPUT -p tcp -m state--state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

[root@localhost]#iptables -P INPUT DROP

保存：service iptables save