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分类: LINUX

2014-01-26 14:21:05

原文地址:防火墙iptables分析 作者:瀚海书香


 首先感谢我的同事Robin,同意放到我的博客上跟大家分享!

操作系统兴趣小组

                                                                Author:Robin

                                                                Date:2013-3-28

防火墙iptables分析

一、iptables 基本概念

匹配(match):符合指定的条件,比如指定的 IP 地址和端口。

 丢弃(drop):当一个包到达时,简单地丢弃,不做其它任何处理。

 接受(accept):和丢弃相反,接受这个包,让这个包通过。

 拒绝(reject):和丢弃相似,但它还会向发送这个包的源主机发送错误消息。这个错误消息可以指定,也可以自动产生。

 目标(target):指定的动作,说明如何处理一个包,比如:丢弃,接受,或拒绝。

 跳转(jump):和目标类似,不过它指定的不是一个具体的动作,而是另一个链,表示要跳转到那个链上。

 规则(rule):一个或多个匹配及其对应的目标。

 链(chain):每条链都包含有一系列的规则,这些规则会被依次应用到每个遍历该链的数据包上。每个链都有各自专门的用途, 这一点我们下面会详细讨论。

 表(table):每个表包含有若干个不同的链,比如 filter 表默认包含有 INPUTFORWARDOUTPUT 三个链。iptables有四个表,分别是:rawnatmanglefilter,每个表都有自己专门的用处,比如最常用filter表就是专门用来做包过滤的,而 nat 表是专门用来做NAT的。

 策略(police):我们在这里提到的策略是指,对于 iptables 中某条链,当所有规则都匹配不成功时其默认的处理动作。

 连接跟踪(connection track):又称为动态过滤,可以根据指定连接的状态进行一些适当的过滤,是一个很强大的功能,但同时也比较消耗内存资源。

二、iptables的数据包流程

1经过iptables的数据包流程

1表达了数据包经过iptables的基本流程,从图中可将数据包报文的处理过程分为三种类型。

1)         目的为本机的报文

报文以本机为目的地址时,其经过iptables的过程为:

1.     数据包从network到网卡

2.     网卡接收到数据包后,进入raw表的PREROUTING链。这个链的作用是在连接跟踪之前处理报文,能够设置一条连接不被连接跟踪处理。(注:不要在raw表上添加其他规则)

3.     如果设置了连接跟踪,则在这条连接上处理。

4.     经过raw处理后,进入mangle表的PREROUTING链。这个链主要是用来修改报文的TOSTTL以及给报文设置特殊的MARK(注:通常mangle表以给报文设置MARK为主,在这个表里面,千万不要做过滤/NAT/伪装这类的事情)

5.     进入nat表的PREROUTING链。这个链主要用来处理 DNAT,应该避免在这条链里面做过滤,否则可能造成有些报文会漏掉。(注:它只用来完成源/目的地址的转换)

6.     进入路由决定数据包的处理。例如决定报文是上本机还是转发或者其他地方。(注:此处假设报文交给本机处理)

7.     进入 mangle 表的 INPUT 链。在把报文实际送给本机前,路由之后,我们可以再次修改报文。

8.     进入 filter 表的 INPUT 链。在这儿我们对所有送往本机的报文进行过滤,要注意所有收到的并且目的地址为本机的报文都会经过这个链,而不管哪个接口进来的或者它往哪儿去。

9.     进过规则过滤,报文交由本地进程或者应用程序处理,例如服务器或者客户端程序。

2)         本地主机发出报文

数据包由本机发出时,其经过iptables的过程为:

1.     本地进程或者应用程序(例如服务器或者客户端程序)发出数据包。

2.     路由选择,用哪个源地址以及从哪个接口上出去,当然还有其他一些必要的信息。

3.     进入 raw 表的 OUTPUT 链。 这里是能够在连接跟踪生效前处理报文的点,在这可以标记某个连接不被连接跟踪处理。

4.     连接跟踪对本地的数据包进行处理。

5.     进入 mangle 表的 OUTPUT 链,在这里我们可以修改数据包,但不要做过滤(以避免副作用)

6.     进入 nat 表的 OUTPUT 链,可以对防火墙自己发出的数据做目的NAT(DNAT)

7.     进入 filter 表的 OUTPUT 链,可以对本地出去的数据包进行过滤。

8.     再次进行路由决定,因为前面的 mangle nat 表可能修改了报文的路由信息。

9.     进入 mangle 表的 POSTROUTING 链。这条链可能被两种报文遍历,一种是转发的报文,另外就是本机产生的报文。

10.        进入 nat 表的 POSTROUTING 链。在这我们做源 NATSNAT),建议你不要在这做报文过滤,因为有副作用。即使你设置了默认策略,一些报文也有可能溜过去。

11.        进入出去的网络接口。

3)         转发报文

报文经过iptables进入转发的过程为:

1.     数据包从network到网卡

2.     网卡接收到数据包后,进入raw表的PREROUTING链。这个链的作用是在连接跟踪之前处理报文,能够设置一条连接不被连接跟踪处理。(注:不要在raw表上添加其他规则)

3.     如果设置了连接跟踪,则在这条连接上处理。

4.     经过raw处理后,进入mangle表的PREROUTING链。这个链主要是用来修改报文的TOSTTL以及给报文设置特殊的MARK(注:通常mangle表以给报文设置MARK为主,在这个表里面,千万不要做过滤/NAT/伪装这类的事情)

5.     进入nat表的PREROUTING链。这个链主要用来处理 DNAT,应该避免在这条链里面做过滤,否则可能造成有些报文会漏掉。(注:它只用来完成源/目的地址的转换)

6.     进入路由决定数据包的处理。例如决定报文是上本机还是转发或者其他地方。(注:此处假设报文进行转发)

7.     进入 mangle 表的 FORWARD 链,这里也比较特殊,这是在第一次路由决定之后,在进行最后的路由决定之前,我们仍然可以对数据包进行某些修改。

8.     进入 filter 表的 FORWARD 链,在这里我们可以对所有转发的数据包进行过滤。需要注意的是:经过这里的数据包是转发的,方向是双向的。

9.     进入 mangle 表的 POSTROUTING 链,到这里已经做完了所有的路由决定,但数据包仍然在本地主机,我们还可以进行某些修改。

10.        进入 nat 表的 POSTROUTING 链,在这里一般都是用来做 SNAT ,不要在这里进行过滤。

11.        进入出去的网络接口。

三、iptables的表、链、和规则

2 iptables的表、链和规则的关系

规则(rules)其实就是网络管理员预定义的条件,规则一般的定义为“如果数据包头符合这样的条件,就这样处理这个数据包”。规则存储在内核空间的信息包过滤表中,这些规则分别指定了源地址、目的地址、传输协议(如TCPUDPICMP)和服务类型(如HTTPFTPSMTP)等。当数据包与规则匹配时,iptables就根据规则所定义的方法来处理这些数据包,如放行(accept)、拒绝(reject)和丢弃(drop)等。配置防火墙的主要工作就是添加、修改和删除这些规则。

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。

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。

       从图2中可看出,表与链的关系,rawmanglenatfilter四个表所含的链是不同的:

raw表有PREROUTING链和OUTPUT链;

mangle表有PREROUTING链、POSTROUTING链、INPUT链、OUTPUT链和FORWARD链;

nat表有PREROUTING链、POSTROUTING链和OUTPUT链四个链;

filter表有INPUT链、FORWARD链和OUTPUT链。

四、常用iptables过滤规则

1)         iptables规则添加的命令:

iptables [-t table] command [match] [target/jump]

以图形简略表示如下,

3 iptables命令

iptables命令中的command参数,match参数以及target/jump参数的具体含义可参考linux中的man手册或iptables指南。

2)         常用iptables过滤规则

1.     删除现有规则

iptables -F    或者  iptables --flush

2.     设置默认链策略

ptables的filter表中有三种链:INPUT, FORWARD和OUTPUT。默认的链策略是ACCEPT,可以将它们设置成DROP,命令如下:

iptables -P INPUT DROP              修改INPUT链的默认策略为DROP

iptables -P FORWARD DROP       修改FORWARD链

iptables -P OUTPUT DROP           修改OUTPUT链

3.     屏蔽指定的IP地址

以下规则将屏蔽BLOCK_THIS_IP所指定的IP地址访问本地主机:

BLOCK_THIS_IP="x.x.x.x"

iptables -A INPUT -i eth0 -s "$BLOCK_THIS_IP" -j DROP

(或者仅屏蔽来自该IP的TCP数据包)

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp -s "$BLOCK_THIS_IP" -j DROP

4.     屏蔽来自外部的ping

iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j DROP

iptables -A OUTPUT -p icmp --icmp-type echo-reply -j DROP

5.     屏蔽从本机ping外部主机

iptables -A OUTPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j DROP

iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-reply -j DROP

6.     屏蔽环回(loopback)访问

iptables -A INPUT -i lo -j DROP

iptables -A OUTPUT -o lo -j DROP

7.     允许所有SSH连接请求

本规则允许所有来自外部的SSH连接请求,也就是说,只允许进入eth0接口,并且目的端口为22的数据包。

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

8.     允许从本地发起的SSH连接

本规则允许本机发起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

9.     仅允许来自指定网络的SSH连接请求

以下规则仅允许来自172.16.132.0/24的网络:

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp -s 172.16.132.0/24 --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 22 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

10.   仅允许从本地发起到指定网络的SSH连接请求

以下规则仅允许从本地主机连接到172.16.1132.0/24的网络:

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp -d 172.16.132.0/24 --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --sport 22 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

11.   允许HTTP/HTTPS连接请求

# 1.允许HTTP连接:80端口

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

 

# 2.允许HTTPS连接:443端口

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 443 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 443 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

12.   允许从本地发起HTTPS连接

本规则可以允许用户从本地主机发起HTTPS连接,从而访问Internet。

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --dport 443 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --sport 443 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

13.   -m multiport:指定多个端口

通过指定-m multiport选项,可以在一条规则中同时允许SSH、HTTP、HTTPS连接:

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp -m multiport --dports 22,80,443 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp -m multiport --sports 22,80,443 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

14.   允许IMAPIMAPS

MAP:143

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 143 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 143 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

 

# IMAPS:993

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 993 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 993 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

15.   允许POP3POP3S

# POP3:110

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 110 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 110 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

 

# POP3S:995

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 995 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 995 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

16.   防止DoS攻击

iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -m limit --limit 25/minute --limit-burst 100 -j ACCEPT

-m limit: 启用limit扩展

–limit 25/minute: 允许最多每分钟25个连接

–limit-burst 100: 当达到100个连接后,才启用上述25/minute限制

17.   允许路由

如果本地主机有两块网卡,一块连接内网(eth0),一块连接外网(eth1),那么可以使用下面的规则将eth0的数据路由到eht1:

iptables -A FORWARD -i eth0 -o eth1 -j ACCEPT

18.   DNAT与端口转发

以下规则将会把来自422端口的流量转发到22端口,这意味着来自422端口的SSH连接请求与来自22端口的请求等效。

# 1.启用DNAT转发

iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -d 172.16.132.17 --dport 422 -j DNAT --to-destination 172.16.132.17:22

 

# 2.允许连接到422端口的请求

iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 422 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 422 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

 

假设现在外网网关是xxx.xxx.xxx.xxx,那么把HTTP请求转发到内部的某一台计算机的规则如下:

iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -i eth0 -d xxx.xxx.xxx.xxx --dport 8888 -j DNAT --to 192.168.0.2:80

iptables -A FORWARD -p tcp -i eth0 -d 192.168.0.2 --dport 80 -j ACCEPT

19.   SNATMASQUERADE

如下命令表示把所有192.168.1.0网段的数据包SNAT成172.132.16.99的ip然后发出去:

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -o eth0 -j snat --to-source 172.132.16.99

 

对于snat,不管是几个地址,必须明确的指定要snat的IP。假如我们的计算机使用ADSL拨号方式上网,那么外网IP是动态的,这时候我们可以考虑使用MASQUERADE

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/255.255.255.0 -o eth0 -j MASQUERADE

20.   自定义的链

记录丢弃的数据包:

# 1.新建名为LOGGING的链

iptables -N LOGGING

 

# 2.将所有来自INPUT链中的数据包跳转到LOGGING链中

iptables -A INPUT -j LOGGING

 

# 3.指定自定义的日志前缀"IPTables Packet Dropped: "

iptables -A LOGGING -m limit --limit 2/min -j LOG --log-prefix "IPTables Packet Dropped: " --log-level 7

 

# 4.丢弃这些数据包

iptables -A LOGGING -j DROP

 

21.   IP范围匹配(IP range match options)

源:  iptables -A INPUT -p tcp -m iprange --src-range 192.168.1.13-192.168.2.19  -j DROP

目的  iptables -A INPUT -p tcp -m iprange --dst-range 192.168.1.13-192.168.2.19  -j DROP

 

22.   MAC匹配

iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:00:00:00:00:01 -j DROP

 

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