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分类: 网络与安全

2014-01-22 11:43:13

iptables防火墙可以用于创建过滤(filter)与NAT规则。所有Linux发行版都能使用iptables,因此理解如何配置iptables将会帮助你更有效地管理Linux防火墙。如果你是第一次接触iptables,你会觉得它很复杂,但是一旦你理解iptables的工作原理,你会发现其实它很简单。


一 iptables介绍
首先介绍iptables的结构:iptables -> Tables -> Chains -> Rules. 简单地讲,tables由chains组成,而chains又由rules组成。如下图所示。iptables-table-chain-rule-structure
图: IPTables Table, Chain, and Rule Structure
一、iptables的表与链
iptables具有Filter, NAT, Mangle, Raw四种内建表:
1. Filter表
Filter表示iptables的默认表,因此如果你没有自定义表,那么就默认使用filter表,它具有以下三种内建链:

    INPUT链 – 处理来自外部的数据。

    OUTPUT链 – 处理向外发送的数据。

    FORWARD链 – 将数据转发到本机的其他网卡设备上。

2. NAT表
NAT表有三种内建链:

    PREROUTING链 – 处理刚到达本机并在路由转发前的数据包。它会转换数据包中的目标IP地址(destination ip address),通常用于DNAT(destination NAT)。

    POSTROUTING链 – 处理即将离开本机的数据包。它会转换数据包中的源IP地址(source ip address),通常用于SNAT(source NAT)。

    OUTPUT链 – 处理本机产生的数据包。

3. Mangle表
Mangle表用于指定如何处理数据包。它能改变TCP头中的QoS位。Mangle表具有5个内建链:

    PREROUTING

    OUTPUT

    FORWARD

    INPUT

    POSTROUTING

4. Raw表
Raw表用于处理异常,它具有2个内建链:

    PREROUTING chain

    OUTPUT chain

5.小结
下图展示了iptables的三个内建表:
iptables-filter-nat-mangle-tables
spacer.gif                        图: IPTables 内建表


二 iptables传输数据包的过程

① 当一个数据包进入网卡时,它首先进入PREROUTING链,内核根据数据包目的IP判断是否需要转送出去。
② 如果数据包就是进入本机的,它就会沿着图向下移动,到达INPUT链。数据包到了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,这些数据包会经过OUTPUT链,然后到达POSTROUTING链输出。
③ 如果数据包是要转发出去的,且内核允许转发,数据包就会如图所示向右移动,经过FORWARD链,然后到达POSTROUTING链输出。

2012081915413532.png



三 iptables的规则表和链:

   表(tables)提供特定的功能,iptables内置了4个表,即filter表、nat表、mangle表和raw表,分别用于实现包过滤,网络地址转换、包重构(修改)和数据跟踪处理。

链(chains)是数据包传播的路径,每一条链其实就是众多规则中的一个检查清单,每一条链中可以有一条或数条规则。当一个数据包到达一个链时,iptables就会从链中第一条规则开始检查,看该数据包是否满足规则所定义的条件。如果满足,系统就会根据该条规则所定义的方法处理该数据包;否则iptables将继续检查下一条规则,如果该数据包不符合链中任一条规则,iptables就会根据该链预先定义的默认策略来处理数据包。

   Iptables采用“表”和“链”的分层结构。在REHL4中是三张表五个链。现在REHL5成了四张表五个链了,不过多出来的那个表用的也不太多,所以基本还是和以前一样。下面罗列一下这四张表和五个链。注意一定要明白这些表和链的关系及作用。

2012081915423341.png


规则表:

1.filter表——三个链:INPUT、FORWARD、OUTPUT
作用:过滤数据包  内核模块:iptables_filter.
2.Nat表——三个链:PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
作用:用于网络地址转换(IP、端口) 内核模块:iptable_nat
3.Mangle表——五个链:PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD
作用:修改数据包的服务类型、TTL、并且可以配置路由实现QOS内核模块:iptable_mangle(别看这个表这么麻烦,咱们设置策略时几乎都不会用到它)
4.Raw表——两个链:OUTPUT、PREROUTING
作用:决定数据包是否被状态跟踪机制处理  内核模块:iptable_raw
(这个是REHL4没有的,不过不用怕,用的不多)
规则链:


1.INPUT——进来的数据包应用此规则链中的策略
2.OUTPUT——外出的数据包应用此规则链中的策略
3.FORWARD——转发数据包时应用此规则链中的策略
4.PREROUTING——对数据包作路由选择前应用此链中的规则
(记住!所有的数据包进来的时侯都先由这个链处理)
5.POSTROUTING——对数据包作路由选择后应用此链中的规则
(所有的数据包出来的时侯都先由这个链处理)

规则表之间的优先顺序:

Raw——mangle——nat——filter
规则链之间的优先顺序(分三种情况):

第一种情况:入站数据流向

   从外界到达防火墙的数据包,先被PREROUTING规则链处理(是否修改数据包地址等),之后会进行路由选择(判断该数据包应该发往何处),如果数据包的目标主机是防火墙本机(比如说Internet用户访问防火墙主机中的web服务器的数据包),那么内核将其传给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(比如Apache服务器)进行响应。

第二冲情况:转发数据流向

   来自外界的数据包到达防火墙后,首先被PREROUTING规则链处理,之后会进行路由选择,如果数据包的目标地址是其它外部地址(比如局域网用户通过网关访问QQ站点的数据包),则内核将其传递给FORWARD链进行处理(是否转发或拦截),然后再交给POSTROUTING规则链(是否修改数据包的地址等)进行处理。

第三种情况:出站数据流向
    防火墙本机向外部地址发送的数据包(比如在防火墙主机中测试公网DNS服务器时),首先被OUTPUT规则链处理,之后进行路由选择,然后传递给POSTROUTING规则链(是否修改数据包的地址等)进行处理。

管理和设置iptables规则

2012081915432543.jpg

2012081915433774.jpg


二、IPTABLES 规则(Rules)
牢记以下三点式理解iptables规则的关键:

    Rules包括一个条件和一个目标(target)

    如果满足条件,就执行目标(target)中的规则或者特定值。

    如果不满足条件,就判断下一条Rules。

目标值(Target Values)
下面是你可以在target里指定的特殊值:

    ACCEPT – 允许防火墙接收数据包

    DROP – 防火墙丢弃包

    QUEUE – 防火墙将数据包移交到用户空间

    RETURN – 防火墙停止执行当前链中的后续Rules,并返回到调用链(the calling chain)中。

如果你执行iptables –list你将看到防火墙上的可用规则。下例说明当前系统没有定义防火墙,你可以看到,它显示了默认的filter表,以及表内默认的input链, forward链, output链。
# iptables -t filter –list
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination


Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination
查看mangle表:
# iptables -t mangle –list
查看NAT表:
# iptables -t nat –list
查看RAW表:
# iptables -t raw –list
!注意:如果不指定-t选项,就只会显示默认的filter表。因此,以下两种命令形式是一个意思:
# iptables -t filter –list
(or)
# iptables –list
以下例子表明在filter表的input链, forward链, output链中存在规则:
# iptables –list
Chain INPUT (policy ACCEPT)
num        target                 prot    opt        source            destination
1    RH-Firewall-1-INPUT     all       —         0.0.0.0/0         0.0.0.0/0


Chain FORWARD (policy ACCEPT)
num        target                 prot    opt        source            destination
1      RH-Firewall-1-INPUT   all        –      0.0.0.0/0           0.0.0.0/0

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
num  target    prot opt source              destination

Chain RH-Firewall-1-INPUT (2 references)
num  target    prot opt source              destination
1    ACCEPT    all  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
2    ACCEPT    icmp –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          icmp type 255
3    ACCEPT    esp  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
4    ACCEPT    ah  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
5    ACCEPT    udp  –  0.0.0.0/0            224.0.0.251        udp dpt:5353
6    ACCEPT    udp  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          udp dpt:631
7    ACCEPT    tcp  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          tcp dpt:631
8    ACCEPT    all  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          state RELATED,ESTABLISHED
9    ACCEPT    tcp  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          state NEW tcp dpt:22
10  REJECT    all  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          reject-with icmp-host-prohibited
以上输出包含下列字段:

    num – 指定链中的规则编号
    target – 前面提到的target的特殊值
    prot – 协议:tcp, udp, icmp等
    source – 数据包的源IP地址
    destination – 数据包的目标IP地址

三、清空所有iptables规则
在配置iptables之前,你通常需要用iptables –list命令或者iptables-save命令查看有无现存规则,因为有时需要删除现有的iptables规则:
iptables –flush
或者
iptables -F
这两条命令是等效的。但是并非执行后就万事大吉了。你仍然需要检查规则是不是真的清空了,因为有的linux发行版上这个命令不会清除NAT表中的规则,此时只能手动清除:
iptables -t NAT -F
四、永久生效
当你删除、添加规则后,这些更改并不能永久生效,这些规则很有可能在系统重启后恢复原样。为了让配置永久生效,根据平台的不同,具体操作也不同。下面进行简单介绍:
1.Ubuntu
首先,保存现有的规则:
iptables-save > /etc/iptables.rules
然后新建一个bash脚本,并保存到/etc/network/if-pre-up.d/目录下:
#!/bin/bash
iptables-restore < /etc/iptables.rules
这样,每次系统重启后iptables规则都会被自动加载。
!注意:不要尝试在.bashrc或者.profile中执行以上命令,因为用户通常不是root,而且这只能在登录时加载iptables规则。
2.CentOS, RedHat
# 保存iptables规则
service iptables save


# 重启iptables服务
service iptables stop
service iptables start
查看当前规则:
cat  /etc/sysconfig/iptables
五、追加iptables规则
可以使用iptables -A命令追加新规则,其中-A表示Append。因此,新的规则将追加到链尾。
一般而言,最后一条规则用于丢弃(DROP)所有数据包。如果你已经有这样的规则了,并且使用-A参数添加新规则,那么就是无用功。
1.语法
iptables -A chain firewall-rule

    -A chain – 指定要追加规则的链

    firewall-rule – 具体的规则参数

2.描述规则的基本参数
以下这些规则参数用于描述数据包的协议、源地址、目的地址、允许经过的网络接口,以及如何处理这些数据包。这些描述是对规则的基本描述。
-p 协议(protocol)

    指定规则的协议,如tcp, udp, icmp等,可以使用all来指定所有协议。

    如果不指定-p参数,则默认是all值。这并不明智,请总是明确指定协议名称。

    可以使用协议名(如tcp),或者是协议值(比如6代表tcp)来指定协议。映射关系请查看/etc/protocols

    还可以使用–protocol参数代替-p参数

-s 源地址(source)

    指定数据包的源地址

    参数可以使IP地址、网络地址、主机名

    例如:-s 192.168.1.101指定IP地址

    例如:-s 192.168.1.10/24指定网络地址

    如果不指定-s参数,就代表所有地址

    还可以使用–src或者–source

-d 目的地址(destination)

    指定目的地址

    参数和-s相同

    还可以使用–dst或者–destination

-j 执行目标(jump to target)

    -j代表”jump to target”

    -j指定了当与规则(Rule)匹配时如何处理数据包

    可能的值是ACCEPT, DROP, QUEUE, RETURN

    还可以指定其他链(Chain)作为目标

-i 输入接口(input interface)

    -i代表输入接口(input interface)

    -i指定了要处理来自哪个接口的数据包

    这些数据包即将进入INPUT, FORWARD, PREROUTE链

    例如:-i eth0指定了要处理经由eth0进入的数据包

    如果不指定-i参数,那么将处理进入所有接口的数据包

    如果出现! -i eth0,那么将处理所有经由eth0以外的接口进入的数据包

    如果出现-i eth+,那么将处理所有经由eth开头的接口进入的数据包

    还可以使用–in-interface参数

-o 输出(out interface)

    -o代表”output interface”

    -o指定了数据包由哪个接口输出

    这些数据包即将进入FORWARD, OUTPUT, POSTROUTING链

    如果不指定-o选项,那么系统上的所有接口都可以作为输出接口

    如果出现! -o eth0,那么将从eth0以外的接口输出

    如果出现-i eth+,那么将仅从eth开头的接口输出

    还可以使用–out-interface参数

3.描述规则的扩展参数
对规则有了一个基本描述之后,有时候我们还希望指定端口、TCP标志、ICMP类型等内容。
–sport 源端口(source port)针对 -p tcp 或者 -p udp

    缺省情况下,将匹配所有端口

    可以指定端口号或者端口名称,例如”–sport 22″与”–sport ssh”。

    /etc/services文件描述了上述映射关系。

    从性能上讲,使用端口号更好

    使用冒号可以匹配端口范围,如”–sport 22:100″

    还可以使用”–source-port”

–-dport 目的端口(destination port)针对-p tcp 或者 -p udp

    参数和–sport类似

    还可以使用”–destination-port”

-–tcp-flags TCP标志 针对-p tcp

    可以指定由逗号分隔的多个参数

    有效值可以是:SYN, ACK, FIN, RST, URG, PSH

    可以使用ALL或者NONE

-–icmp-type ICMP类型 针对-p icmp

    –icmp-type 0 表示Echo Reply

    –icmp-type 8 表示Echo

4.追加规则的完整实例:仅允许SSH服务
本例实现的规则将仅允许SSH数据包通过本地计算机,其他一切连接(包括ping)都将被拒绝。
# 1.清空所有iptables规则
iptables -F


# 2.接收目标端口为22的数据包
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 22 -j ACCEPT

# 3.拒绝所有其他数据包
iptables -A INPUT -j DROP
六、更改默认策略
上例的例子仅对接收的数据包过滤,而对于要发送出去的数据包却没有任何限制。本节主要介绍如何更改链策略,以改变链的行为。
1. 默认链策略
/!\警告:请勿在远程连接的服务器、虚拟机上测试!
当我们使用-L选项验证当前规则是发现,所有的链旁边都有policy ACCEPT标注,这表明当前链的默认策略为ACCEPT:
# iptables -L
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination
ACCEPT    tcp  –  anywhere            anywhere            tcp dpt:ssh
DROP      all  –  anywhere            anywhere


Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination
这种情况下,如果没有明确添加DROP规则,那么默认情况下将采用ACCEPT策略进行过滤。除非:
a)为以上三个链单独添加DROP规则:
iptables -A INPUT -j DROP
iptables -A OUTPUT -j DROP
iptables -A FORWARD -j DROP
b)更改默认策略:
iptables -P INPUT DROP
iptables -P OUTPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
糟糕!!如果你严格按照上一节的例子配置了iptables,并且现在使用的是SSH进行连接的,那么会话恐怕已经被迫终止了!
为什么呢?因为我们已经把OUTPUT链策略更改为DROP了。此时虽然服务器能接收数据,但是无法发送数据:
# iptables -L
Chain INPUT (policy DROP)
target    prot opt source              destination
ACCEPT    tcp  –  anywhere            anywhere            tcp dpt:ssh
DROP      all  –  anywhere            anywhere


Chain FORWARD (policy DROP)
target    prot opt source              destination

Chain OUTPUT (policy DROP)
target    prot opt source              destination
七、配置应用程序规则
尽管5.4节已经介绍了如何初步限制除SSH以外的其他连接,但是那是在链默认策略为ACCEPT的情况下实现的,并且没有对输出数据包进行限制。本节在上一节基础上,以SSH和HTTP所使用的端口为例,教大家如何在默认链策略为DROP的情况下,进行防火墙设置。在这里,我们将引进一种新的参数-m state,并检查数据包的状态字段。
1.SSH
# 1.允许接收远程主机的SSH请求
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 22 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT


# 2.允许发送本地主机的SSH响应
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –sport 22 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT

    -m state: 启用状态匹配模块(state matching module)

    –-state: 状态匹配模块的参数。当SSH客户端第一个数据包到达服务器时,状态字段为NEW;建立连接后数据包的状态字段都是ESTABLISHED

    –sport 22: sshd监听22端口,同时也通过该端口和客户端建立连接、传送数据。因此对于SSH服务器而言,源端口就是22

    –dport 22: ssh客户端程序可以从本机的随机端口与SSH服务器的22端口建立连接。因此对于SSH客户端而言,目的端口就是22

如果服务器也需要使用SSH连接其他远程主机,则还需要增加以下配置:
# 1.送出的数据包目的端口为22
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –dport 22 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT


# 2.接收的数据包源端口为22
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –sport 22 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT
2.HTTP
HTTP的配置与SSH类似:
# 1.允许接收远程主机的HTTP请求
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 80 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT


# 1.允许发送本地主机的HTTP响应
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –sport 80 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT
3.完整的配置
# 1.删除现有规则
iptables -F


# 2.配置默认链策略
iptables -P INPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
iptables -P OUTPUT DROP

# 3.允许远程主机进行SSH连接
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 22 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –sport 22 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT

# 4.允许本地主机进行SSH连接
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –dport 22 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –sport 22 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT

# 5.允许HTTP请求
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 80 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –sport 80 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT
References
[1] Linux Firewall Tutorial: IPTables Tables, Chains, Rules Fundamentals
[2] IPTables Flush: Delete / Remove All Rules On RedHat and CentOS Linux
[3] Linux IPTables: How to Add Firewall Rules (With Allow SSH Example)
[4] Linux IPTables: Incoming and Outgoing Rule Examples (SSH and HTTP)
[5] 25 Most Frequently Used Linux IPTables Rules Examples
[6] man 8 iptables


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