iptables防火墙

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