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1 Linux防火墙概述

Linux防火墙实际指的是Linux下的Netfilter/Iptables。Netfilter/Iptables是2.4.x/2.6.x版本Linux内核集成的IP信息包过滤系统。

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Netfilter/Iptables 信息包过滤系统可以当成一个整体，netfilter是内核的模块实现，iptables是对上层操作工具。

Netfilter是Linux核心中的一个通用架构，工作于内核空间。

Netfilter支持一下方式对数据包进行分类：

• 源IP地址
• 目标IP地址
• 使用接口
• 使用协议
• 端口号
• 连接状态

其提供了一系列的表（tables），每个表由若干个链（chains）组成，每条链可以由一条或若干条规则（rules）组成，其规则由一些信息包过滤表组成，这些表包含内核用来控制信息包过滤处理的规则集。

chain的本质是Netfilter定义的不同过滤点。总共定义了5个过滤点。INPUT，FORWARDING，OUTPUT，PREROUTING，POSTROUTIONG。

Table的本质是Netfilter定义的不同功能的划分。

filter用于执行基本过滤。

nat是对数据IP进行修改。

mangle是对数据包进行高级修改。

不同的Table只能用于特定的Chain。

Iptables 是一个管理内核包过滤的工具，可以用来配置核心包过滤表格中的规则。运行于用户空间。

1.1 Linux防火墙的应用

Linux防火墙在企业应用中非常有用，举例如下：

• 中小企业与网吧里有iptables作为企业的NAT路由器，可以用来代替传统路由器，而节约成本。
• IDC机房一般没有硬件防火墙，IDC机房的服务器可以用Linux防火墙代替硬件防火墙。
• iptables可以结合squid作为企业内部上网的透明代理。传统代理需要在浏览器里配置代理服务器信息，而iptables+squid的透明代理则可以把客户端的请求重定向到代理服务器的端口。客户端不要作任何设置，而感觉不到代理的存在。
• 将iptables作为企业NAT路由器时，可以使用iptables的扩展模块屏蔽P2P流量，还可以禁止非法网页。
• iptables可以用于外网IP向内网IP映射。
• iptables可以轻松防止轻量级DOS攻击，比如ping攻击及SYN洪水攻击。

综述，Iptables有两种应用模式：主机防火墙，NAT路由器。

1.2 iptables的基本组件

1.2.1 规则

规则（rules）是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TCP、UDP、ICMP）和服务类型（如HTTP、FTP和SMTP）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。

1.2.2 链

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。

每个链上都有默认的规则。

• PREROUTING：数据包进入本机，进入路由器之前。可以用于目标地址转换（DNAT）。
• INPUT：通过路由表后目的地为本机。
• FORWARDING：通过路由表后，目的地不为本机。可以用于转发数据。
• OUTPUT：由本机产生，向外转发。
• POSTROUTIONG：通过路由表后，发送到网卡接口之前。可以用于转发数据（SNAT，MASQUERADE）

1.2.3 表

表（tables）提供特定的功能，iptables有4个表，即raw表、filter表、nat表和mangle表，分别用于实现包过滤，网络地址转换和包重构的功能。表中的规则写在链上。

filter表

主要用于数据报文过滤。该表根据系统管理员预定义的一组规则过滤符合条件的数据包。对于防火墙而言，主要利用在filter表中指定的规则来实现对数据包的过滤。filter表是默认的表，如果没有指定哪个表，iptables 就默认使用filter表来执行所有命令，filter表包含了INPUT链，RORWARD链，OUTPUT链。在filter表中只能允许对数据包进行接受，丢弃的操作，而无法对数据包进行更改。

nat表

主要用于网络地址转换NAT，该表可以实现一对一，一对多，多对多等NAT工作（SNAT，DNAT，PNAT），iptables就是使用该表实现共享上网的，NAT表包含了PREROUTING链，POSTROUTING链，OUTPUT链。

nat规则表拥有 prerouting 和 postrouting 两个规则链，主要功能为进行一对一、一对多、多对多等网址转换工作（SNAT，DNAT），由于转换的特性，需进行目的地网址转换的数据包，就不需要进行来源网址转换，反之亦然，因此为了提升改写封包的效率，在防火墙运作时，每个封包只会经过这个规则表一次。如果我们把数据包过滤的规则定义在这个数据表里，将会造成无法对同一包进行多次比对，因此这个规则表除了作网址转换外，请不要做其它用途。

mangle表

主要用作功能修改数据报文的属性。比如TCP报文的6个标志位。在内核版本2.4.18 后的linux版本中该表包含的链为：INPUT链（处理进入的数据包），RORWARD链（处理转发的数据包），OUTPUT链（处理本地生成的数据包）POSTROUTING链（修改即将出去的数据包），PREROUTING链（修改即将到来的数据包）

mangle表主要用于对指定数据包进行更改，在内核版本2.4.18 后的linux版本中该表包含的链为：INPUT链（处理进入的数据包），RORWARD链（处理转发的数据包），OUTPUT链（处理本地生成的数据包）POSTROUTING链（修改即将出去的数据包），PREROUTING链（修改即将到来的数据包）。

raw表

只使用在PREROUTING链和OUTPUT链上，优先级最高，可以对收到的数据包在连接跟踪前进行处理。一但用户使用了RAW表，在某个链上RAW表处理完后，将跳过NAT表和 ip_conntrack处理，即不再做地址转换和数据包的链接跟踪处理了。

规则表之间的优先顺序：

raw > mangle > nat > filter

1.3 Linux防火墙基本原理

Linux防火墙的原理主要是对数据包的控制，看下图（以下图片均来自互联网）：netfilter五条链相互关系，即iptables数据包转发流程图。

（1）数据包进入网卡时，先进入PREROUTING（路由前）链，之后做路由判断数据包应发往何处，本机或其他机器。

（2）若数据包原目标地址是本机的，数据包会前往INPUT链。到达INPUT链后，任何进程都会收到它。

（3）本机程序发送出数据包，数据包会经过OUTPUT链，然后到达POSTROUTING链输出。

（4）若数据包原目标地址非本机，则需要转发出去的，且内核允许转发，数据包前往 FORWARD链，然后到达POSTROUTING（路由后）链输出。

Netfilter在五个链上，使用HOOK技术做规则检查。

1.4 iptables规则执行

iptables执行规则时，是从规则表中从上至下顺序执行的。

若没遇到匹配的规则，就一条一条往下匹配；

若完全没有匹配的规则，则执行该链上的默认规则；

若遇到匹配的规则，则执行规则，执行后根据本规则的动作(accept，reject，log，drop等)，决定下一步执行的情况，后续执行一般有三种情况：

• 继续执行当前规则队列内的下一条规则。比如执行过Filter队列内的LOG后，还会执行Filter队列内的下一条规则。
• 中止当前规则队列的执行，转到下一条规则队列。比如从执行过accept后就中断Filter队列内其它规则，跳到nat队列规则去执行。
• 中止所有规则队列的执行。

透过这种机制所带来的好处是，可以进行复杂、多重的封包过滤，简单的说，iptables可以进行纵横交错式的过滤（tables）而非链状过滤（chains）。

1.5 数据包的状态

包的状态依据IP所包含的协议不同而不同，但在内核外部，也就是用户空间里，只有4种 状态：NEW，ESTABLISHED，RELATED 和INVALID。它们主要是和状态匹配一起使用。

数据包在用户空间的状态：

• NEW：表示信息包已经或将启动新的连接，或者它与尚未用于发送和接收信息包的连接相关联。若主机向远程机器发送一个连接请求，这个数据包的状态是NEW。
• ESTABLISHED：状态指出该信息包属于已建立的连接，该连接一直用于发送和接收信息包并且完全有效。在连接建立之后（完成TCP的三次握手之后），远程主机和主机通信数据状态为ESTABLISHED。
• RELATED：和现有联机相关的新联机封包。像FTP这样的服务，用21端口传送命令，而用20端口（port模式）或其他端口（PASV模式）传送数据。在已有的21端口上建立好连接后发送命令，用20或其他端口传送的数据（FTP-DATA），其状态是RELATED。
• INVALID：状态指出该信息包与任何已知的流或连接都不相关联，它可能包含错误的数据或头。即无效的数据包，不能被识别属于哪个连接或没有任何状态，通常这种状态的数据包会被丢弃。

这些状态可以一起使用，以便匹配数据包。这可以使防火墙非常强壮和有效。

2 iptables实战概述

iptables的实验请尽量在虚拟机或非远程的系统中操作，避免不小心的误操作可能导致ssh无法使用。

一般来讲，iptables防火墙已经内置于CentOS 6及其他Linux版本中，而且iptables服务默认都是启动的。  iptables应用于IPv4, 如果要用IPv6，需要使用ip6tables。

iptables和ip6_tables、arp_tables一同都是建构在Xtables的架构下，这个方案让系统管理员定义“表（tables）”、“链（chain）”、“规则（rules）”三个数据来处理数据包的运送。每一个“表”都和不同的数据包处理有关、决定数据包是否可以穿越的是“链”、而一条“规则”在键里面则可以决定是否送往下一条链（或其它的动作），这个处理可以在嵌套的结构里面重复使用。每一个网络数据包从抵达到离开该计算机至少会经过一个链（亦即转送或本机路由）。

查看有没有安装iptables：rpm -qa | grep iptables

若机器上安装了man命令。则使用man iptables查看iptables的帮助文档。

2.1 iptables服务相关

2.1.1 开启iptables服务

service iptables start
#或
/etc/init.d/iptables start