Linux防火墙基础
在Internet中,企业通过架设各种应用系统来为用户提供各种网络服务,例如Web网站,电子邮件系统,FTP服务器,数据库系统等等,而防火墙就是用来保护这些服务器,过滤企业不需要的访问甚至是恶意的入侵。
Linux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。Linux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,往往使读者产生迷惑。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”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”的防火墙管理体系。
正确的认识netfilter和iptables的关系,有助于理解Linux防火墙的工作原理。
iptables的表、链结构
iptables的作用在与为包过滤机制的实现提供规则。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。为了更加方便地组织和管理防火墙规则,iptables采用了“表”和“链”的分层结构。
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表主要用来修改数据包的IP地址,端口号等信息。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表用来修改数据包的TOS,TTL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、FORWARD、OUTPUT。
raw表:raw用来决定是否对数据包进行状态追踪。raw表对应的内核模块为iptable_raw,表内包含二个链: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:当收到访问防火墙本机地址的数据包(入站)时,应用此链。
OUTPUT:当防火墙本机向外发送数据包(出站)时,应用此链。
FORWARD: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。
PREROUTING:在对数据包作路由选择之前,应用此链。
POSTROUTING:在对数据包作路由选择之后,应用此链。
数据包过滤的匹配流程
1.规则表之间的顺序
iptables管理着四个默认表和五种链,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,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PREROUTING链处理,然后进行路由选择;如果数据包的目标地址是防火墙本机,那么内核将其传递给INPUT链进行处理,通过以后再交给系统上层的应用程序进行相应。
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外部地址,则内核将其传递给FORWARD链进行处理,最后交给POSTROUTING链进行处理。
出站数据流向:防火墙本机向外部地址发送的数据包,首先被OUTPUT链处理,然后进行路由选择,再交给POSTROUTING链进行处理。
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,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
基本语法、控制类型
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;匹配规则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;控制类型指得是数据包的处理方式,如允许、拒绝、丢弃等。
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房型。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,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,并没有真正的处理数据包。
示例:在filter表(-t filter)的INPUT链中插入一个(-I)一条规则,拒绝(-j REJECT)发送给本机的使用ICMP协议的数据包(-p icmp)
iptables -t filter -I INPUT -p icmp -j REJECT
添加、查看、删除等基本操作
-A:在指定链中末尾添加一条新的规则
-d:删除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、替换指定链中的某一条规则,可指定序号或具体内容
-L:列出指定链中的所有规则,若未指定链名,则列出表中所有链
-F:清空指定链中的所有规则,若未指定链名,则列出表中所有链
-P:设置指定链的默认策略
-n:使用数字性格是显示输出结构,如显示IP地址而不是主机名
-v:查看规则列表是显示详细的信息
–line-numbers:查看规则列表时,同时显示规则在链中的顺序号
添加新的规则示例:
iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT
iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT
iptables -I INPUT 2 -p icmpp -j ACCEPT
查看规则列表:
iptables -L INPUT –line-numbers
iptables -ln
删除、清空的规则示例:
iptables -D INPUT 3
iptables -F INPUT
#在使用选项“-F”时,允许省略链名而清空制定表所有链的规则。
设置默认策略示例:
iptables -t filter -P FORWARD DROP
规则的匹配条件
协议匹配,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。
iptables -I INPUT -p -icmp -j DROP
iptables -A INPUT -p !icmp -j ACCEPT #感叹号表示取反
地址匹配,使用“-s 原地址”“-d 目标地址”形式指定,例如:
iptables -A FORWARD -s 192.168.1.11 -j REJECT
iptables -A FORWARD -d 192.168.7.0/24 -j ACCEPT
网络接口匹配,使用“-i 接口名”和“-o 接口名”的形式,例如:
iptables -A INPUT -i eth1 -s 172.16.0.0/16 -j DROP
端口匹配:
iptables -A INPUT -p tcp –dport 20:21 -j ACCEPT
显示匹配:这种匹配需要有额外的内核模块提供支持,必须手动以“-m 模块名称”的形式调用模块,以下都是显示匹配。
多端口匹配:iptables -A INPUT -p tcp -m multiport –dport 80,25,143 -j ACCEPT
IP范围匹配:iptables -A FORWARD -P tcp -m iprange –src-range 192.168.1.10-192.168.1.20 -j ACCEPT
状态匹配:常见的链接状态包括NEW、ESTABLISHED和RELATED,例如:
iptables -A FORWARD -m state –state NEW -p tcp !–syn -j DROP
iptables -I INPUT -p tcp -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT
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