iptables 从入门到应用(防火墙)

原文地址: http://powermichael.blog.51cto.com/12450987/1952049

\color{red}{一、简介}

1.1、是什么？

iptables是隔离主机以及网络的工具，通过自己设定的规则以及处理动作对数据报文进行检测以及处理。

1.2、发展史

防火墙的发展史就是从墙到链再到表的过程，也即是从简单到复杂的过程。为什么规则越来越多，因为互联网越来越不安全了，所有防火墙的的规则也越来越复杂。防火的工具变化如下：

    ipfirewall(墙)-->ipchains（链条）--iptables（表）

    2.0版内核中，包过滤机制是ipfw，管理工具是ipfwadm；

    2.2 版内核中，包过滤机制ipchain，管理工具是ipchains；

    2.4版及以后的内核中，包过滤机制是netfilter，管理工具iptables。

$\color{red}{二、原理}$

2.1、组成

linux的防火墙由netfilter和iptables组成。用户空间的iptables制定防火墙规则，内核空间的netfilter实现防火墙功能。

netfilter（内核空间）位于Linux内核中的包过滤防火墙功能体系，称为Linux防火墙的“内核态”。

iptables(用户空间)位于/sbin/iptables，是用来管理防火墙的命令的工具，为防火墙体系提供过滤规则/策略，决定如何过滤或处理到达防火墙主机的数据包，称为Linux防火墙的“用户态”。

2.2、实现方式

Linux系统的防火墙功能是由内核实现的，包过滤防火墙工作在TCP/IP的网络层。

用户空间的iptables制定相应的规则策略控制内核空间的netfilter处理相应的数据访问控制。

iptables有四表五链(其实有五表，是后来加进来的)，四表分别是下图的的raw，mangle,nat，filter表。五链分别是PREROUTING,INPUT,OUTPUT,FORWARD,POSTROUTING链。表有什么用？链又有什么用呢？其实表决定了数据报文处理的方式，而链则决定了数据报文的流经哪些位置。

你可以从图中看出规则表的优先级：raw-->mangle-->nat-->filter。

四表的介绍如图（ps：由于现在有五表了，所以我把另一个表也加了进来）。

五链的介绍如图。

制作防火墙规则通常有两种基本策略。一是黑名单策略；二是白名单策略。

黑名单策略指没有被拒绝的流量都可以通过，这种策略下管理员必须针对每一种新出现的攻击，制定新的规则，因此不推荐。

白名单策略指没有被允许的流量都要拒绝，这种策略比较保守，根据需要，逐渐开放，目前一般都采用白名单策略，推荐。

2.3、数据包过滤匹配流程

如图，我们可以分析数据报文进入本机后应用了哪些表规则以及链规则，根据表规则和链规则我们分析数据包的过滤匹配流程。

比如我们制定一个filter表的规则，filter表决定是否放行数据包通过，那如果通过，则必须经由INPUT链流入数据包，INPUT链是处理入站数据的，如果没问题，继续放行到用户空间，再经由OUTPUT链将数据包流出。

那如果是nat表的规则，nat表主要实现转发功能，数据包先经由PREROUTING链进行路由选择，选择好路线后再经由FORWARD链转发数据，然后再进行一个路由选择，最后由POSTROUTING链流出数据。

其他表规则的数据包流程不做介绍，图中介绍的十分详尽。

\color{red}{三、iptables命令}

3.1、制定iptables表规则思路

(1)选择一张表(此表决定了数据报文处理的方式）

(2)选择一条链(此链决定了数据报文的流经哪些位置)

(3)选择合适的条件(此条件决定了对数据报文做何种条件匹配)

(4)选择处理数据报文的动作，制定相应的防火墙规则。

3.2、基本语法结构

结构：

iptables [ -t 表名 ] 管理选项 [ 链名 ] [ 条件匹配 ] [ -j 目标动作或跳转 ]

几个注意事项：

不指定表名时，默认表示filter表，不指定链名时，默认表示该表内所有链，除非设置规则链的缺省策略，否则需要指定匹配条件。

3.3、详细语法

iptables [-t table] {-A|-C|-D} chain rule-specification
iptables [-t table] -I chain [rulenum] rule-specification
iptables [-t table] -R chain rulenum rule-specification
iptables [-t table] -D chain rulenum
iptables [-t table] -S [chain [rulenum]]
iptables [-t table] {-F|-L|-Z} [chain [rulenum]] [options...]
iptables [-t table] -N chain
iptables [-t table] -X [chain]
iptables [-t table] -P chain target
iptables [-t table] -E old-chain-name new-chain-name

rule-specification = [matches...] [target]

match = -m matchname [per-match-options]

target = -j targetname [per-target-options]

3.4、语法结构解析

语法结构解析如下。

注意：本导图是按照iptables语法结构的使用的先后顺序制作的，如果按照此种方式能够很快地帮助我们记忆以及掌握iptables规则的制定。

3.4.1、表

其实表的介绍，在上面已经介绍了。这里我们可以再来回顾以下五张表的功能。

3.4.2、管理选项

管理选项分为三大类，分别为：规则的显示，规则链管理以及规则管理。我们可以通过man帮助查看iptables的用法，大多选项用法都见名知意。

链管理

-N, --new-chain chain：新建一个自定义的规则链；
-X, --delete-chain [chain]：删除用户自定义的引用计数为0的空链；
-F, --flush [chain]：清空指定的规则链上的规则；
-E, --rename-chain old-chain new-chain：重命名链；

-Z, --zero [chain [rulenum]]：置零计数器；
注意：每个规则都有两个计数器
packets：被本规则所匹配到的所有报文的个数；
bytes：被本规则所匹配到的所有报文的大小之和；

-P, --policy chain target 制定链表的策略(ACCEPT|DROP|REJECT)

规则管理

-A, --append chain rule-specification：追加新规则于指定链的尾部；
-I, --insert chain [rulenum] rule-specification：插入新规则于指定链的指定位置，默认为首部；
-R, --replace chain rulenum rule-specification：替换指定的规则为新的规则；
-D, --delete chain rulenum：根据规则编号删除规则；
-D, --delete chain rule-specification：根据规则本身删除规则；

规则显示

-L, --list [chain]：列出规则；
-v, --verbose：详细信息；
-vv 更详细的信息
-n, --numeric：数字格式显示主机地址和端口号；
-x, --exact：显示计数器的精确值，而非圆整后的数据；
--line-numbers：列出规则时，显示其在链上的相应的编号；
-S, --list-rules [chain]：显示指定链的所有规则；

3.4.3、链
五链的功能如图所示。

3.4.4、条件匹配

条件匹配分为基本匹配和扩展匹配，扩展匹配又分为显示匹配和隐式匹配。

基本匹配的特点是：无需加载扩展模块，匹配规则生效；扩展匹配的特点是：需要加载扩展模块，匹配规则方可生效。

隐式匹配的特点：使用-p选项指明协议时，无需再同时使用-m选项指明扩展模块以及不需要手动加载扩展模块；

显示匹配的特点：必须使用-m选项指明要调用的扩展模块的扩展机制以及需要手动加载扩展模块。

基本匹配的使用选项及功能

-p 指定规则协议，tcp udp icmp all
-s 指定数据包的源地址，ip hostname
-d 指定目的地址
-i 输入接口
-o 输出接口
! 取反

隐式匹配的使用选项及功能

-p tcp
--sport 匹配报文源端口；可以给出多个端口，但只能是连续的端口范围
--dport 匹配报文目标端口；可以给出多个端口，但只能是连续的端口范围
--tcp-flags mask comp 匹配报文中的tcp协议的标志位
-p udp
--sport 匹配报文源端口；可以给出多个端口，但只能是连续的端口范围
--dport 匹配报文目标端口；可以给出多个端口，但只能是连续的端口范围
--icmp-type
0/0： echo reply 允许其他主机ping
8/0：echo request 允许ping其他主机

显式匹配的使用选项及功能
显式匹配的选项特别多，所以使用思维导图的方式梳理一下。我们可以使用命令：man iptables-extensions查看具体用法。

1.multiport(多端口)

开放多个端口。

例子：
iptables -I INPUT -d 172.16.100.7 -p tcp -m multiport --dports 22,80 -j ACCEPT
iptables -I OUTPUT -s 172.16.100.7 -p tcp -m multiport --sports 22,80 -j ACCEPT

2.iprange（ip范围）

以连续地址块的方式来指明多IP地址匹配条件。

例子：
iptables -A INPUT -d 172.16.100.7 -p tcp --dport 23 -m iprange --src-range 172.16.100.1-172.16.100.100 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -s 172.16.100.7 -p tcp --sport 23 -m iprange --dst-range 172.16.100.1-172.16.100.100 -j ACCEPT

3.time（时间范围）

指定时间范围。

例子：
iptables -A INPUT -d 172.16.100.7 -p tcp --dport 901 -m time --weekdays Mon,Tus,Wed,Thu,Fri --timestart 08:00:00 --time-stop 18:00:00 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -s 172.16.100.7 -p tcp --sport 901 -j ACCEPT

4.string(字符串)

对报文中的应用层数据做字符串模式匹配检测(通过算法实现)。

--algo {bm|kmp}：字符匹配查找时使用算法
--string "STRING":　要查找的字符串
--hex-string “HEX-STRING”: 要查找的字符，先编码成16进制格式

5.connlimit(连接限制)
根据每个客户端IP作并发连接数量限制。

--connlimit-upto n 连接数小于等于n时匹配
--connlimit-above n 连接数大于n时匹配

6.limit(速率限制)
报文速率控制。

7.state（状态）
追踪本机上的请求和响应之间的数据报文的状态。状态有五种：INVALID, ESTABLISHED, NEW, RELATED, UNTRACKED

法则：

    1、对于进入的状态为ESTABLISHED都应该放行；

    2、对于出去的状态为ESTABLISHED都应该放行；

    3、严格检查进入的状态为NEW的连接；

    4、所有状态为INVALIED都应该拒绝；

3.4.5、处理动作
处理动作有内置的处理动作和自定义的处理动作。自定义的处理动作用的比较少，因此只介绍内置的处理动作。

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:拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应信息

LOG:在日志文件中记录日志信息，然后将数据包传递给下一条规则

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

REDIRECT:端口重定向

MARK：做防火墙标记

DNAT：目标地址转换

SNAT：源地址转换

MASQUERADE:地址伪装

3.5、保存和载入规则

CentOS6和CentOS7保存和载入的规则稍有差异。
3.5.1、CentOS 7

保存：iptables-save > /PATH/TO/SOME_RULE_FILE
重载：iptabls-restore < /PATH/FROM/SOME_RULE_FILE
-n, --noflush：不清除原有规则
-t, --test：仅分析生成规则集，但不提交

3.5.2、CentOS 6

保存规则：service iptables save #保存规则于/etc/sysconfig/iptables文件，覆盖保存；
重载规则：service iptables restart #默认重载/etc/sysconfig/iptables文件中的规则
配置文件：/etc/sysconfig/iptables-config

$\color{red}{四、iptables的实践应用}$
iptables十分重要与网络的安全息息相关，我们理所应当掌握。不过我们大可不必死记硬背，一定结合实际项目，多多练习，效果才会更好。
4.1、iptables常用规则

1.放行sshd服务

iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.0.0/24 -d 192.168.0.1 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
iptables -t filter -A OUTPUT -s 192.168.0.1 -p tcp --sport 22 -j ACCEPT

2.放行httpd/nginx服务

iptables -I OUTPUT -s 192.168.0.1 -p tcp --sport 80 -j ACCEPT
iptables -I INPUT -d 192.168.0.1 -p tcp --dport 80 -j ACCEPT

3.放行本机端的流入流出

iptables -A INPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -i lo -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -o lo -j ACCEPT
不放行本机的流入与流出，访问本机的httpd服务，网页会出现Error establishing a database connection。

4.限制ping 192.168.0.1主机的数据包数，平均2/s个，最多不能超过3个

iptables -A INPUT -i ens33 -d 192.168.0.1 -p icmp --icmp-type 8 -m limit --limit 2/second --limit-burst 3 -j ACCEPT

4.2、如何配置iptables

a) 1. 删除现有规则
iptables -F
b) 2. 配置默认链策略
iptables -P INPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
iptables -P OUTPUT DROP
c) 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
d) 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
e) 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

4.3、iptables初始化脚本

#!/bin/bash
  
echo &quot;Setting firewall . . . . start&quot;
  
#--------RULESET INIT----------#
iptables -F
iptables -X
iptables -P INPUT DROP
iptables -P OUTPUT ACCEPT
iptables -P FORWARD ACCEPT
iptables -A INPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -j ACCEPT
#------------------------------#
iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp ! --syn -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
#------------------------------#
#zabbix
iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 10050 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp --destination-port 10051 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 10050 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p udp --destination-port 10051 -j ACCEPT
#for web
iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 21 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 80 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 80 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 21 -j ACCEPT
#for mysql
iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 3306 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 3306 -j ACCEPT
#for mail
iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 25 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 25 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 110 -j ACCEPT
#for ssh
iptables -A INPUT -p tcp -s any/0 --destination-port 22 -j ACCEPT
iptables -N icmp_allowed
iptables -A icmp_allowed -p ICMP --icmp-type 11 -j ACCEPT
iptables -A icmp_allowed -p ICMP --icmp-type 8 -j ACCEPT
iptables -A icmp_allowed -p ICMP -j DROP
iptables -A OUTPUT -p icmp -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p icmp -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -p tcp --tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST RST -m limit --limit 1/s -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -p icmp --icmp-type echo-request -m limit --limit 1/s -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -p tcp --syn -m limit --limit 1/s -j ACCEPT
/etc/init.d/iptables save

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