Linux下防火墙iptables原理及实战

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iptables简介

       netfilter/iptables（简称为iptables）组成Linux平台下的包过滤防火墙，与大多数的Linux软件一样，这个包过滤防火墙是免费的，它可以代替昂贵的商业防火墙解决方案，完成封包过滤、封包重定向和网络地址转换（NAT）等功能。

iptables基础

       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。

iptables和netfilter的关系：

       这是第一个要说的地方，Iptables和netfilter的关系是一个很容易让人搞不清的问题。很多的知道iptables却不知道 netfilter。其实iptables只是Linux防火墙的管理工具而已，位于/sbin/iptables。真正实现防火墙功能的是 netfilter，它是Linux内核中实现包过滤的内部结构。

iptables传输数据包的过程

① 当一个数据包进入网卡时，它首先进入PREROUTING链，内核根据数据包目的IP判断是否需要转送出去。 
② 如果数据包就是进入本机的，它就会沿着图向下移动，到达INPUT链。数据包到了INPUT链后，任何进程都会收到它。本机上运行的程序可以发送数据包，这些数据包会经过OUTPUT链，然后到达POSTROUTING链输出。 
③ 如果数据包是要转发出去的，且内核允许转发，数据包就会如图所示向右移动，经过FORWARD链，然后到达POSTROUTING链输出。

iptables的规则表和链：

      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。

    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。

       Iptables采用“表”和“链”的分层结构。在REHL4中是三张表五个链。现在REHL5成了四张表五个链了，不过多出来的那个表用的也不太多，所以基本还是和以前一样。下面罗列一下这四张表和五个链。注意一定要明白这些表和链的关系及作用。

规则表：

1.filter表——三个链：INPUT、FORWARD、OUTPUT
作用：过滤数据包  内核模块：iptables_filter.
2.Nat表——三个链：PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
作用：用于网络地址转换（IP、端口） 内核模块：iptable_nat
3.Mangle表——五个链：PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD
作用：修改数据包的服务类型、TTL、并且可以配置路由实现QOS内核模块：iptable_mangle(别看这个表这么麻烦，咱们设置策略时几乎都不会用到它)
4.Raw表——两个链：OUTPUT、PREROUTING
作用：决定数据包是否被状态跟踪机制处理  内核模块：iptable_raw
(这个是REHL4没有的，不过不用怕，用的不多)

规则链：

1.INPUT——进来的数据包应用此规则链中的策略
2.OUTPUT——外出的数据包应用此规则链中的策略
3.FORWARD——转发数据包时应用此规则链中的策略
4.PREROUTING——对数据包作路由选择前应用此链中的规则
（记住！所有的数据包进来的时侯都先由这个链处理）
5.POSTROUTING——对数据包作路由选择后应用此链中的规则
（所有的数据包出来的时侯都先由这个链处理）

规则表之间的优先顺序：

Raw——mangle——nat——filter
规则链之间的优先顺序（分三种情况）：

第一种情况：入站数据流向

       从外界到达防火墙的数据包，先被PREROUTING规则链处理（是否修改数据包地址等），之后会进行路由选择（判断该数据包应该发往何处），如果数据包 的目标主机是防火墙本机（比如说Internet用户访问防火墙主机中的web服务器的数据包），那么内核将其传给INPUT链进行处理（决定是否允许通 过等），通过以后再交给系统上层的应用程序（比如Apache服务器）进行响应。

第二冲情况：转发数据流向

       来自外界的数据包到达防火墙后，首先被PREROUTING规则链处理，之后会进行路由选择，如果数据包的目标地址是其它外部地址（比如局域网用户通过网 关访问QQ站点的数据包），则内核将其传递给FORWARD链进行处理（是否转发或拦截），然后再交给POSTROUTING规则链（是否修改数据包的地 址等）进行处理。

第三种情况：出站数据流向
       防火墙本机向外部地址发送的数据包（比如在防火墙主机中测试公网DNS服务器时），首先被OUTPUT规则链处理，之后进行路由选择，然后传递给POSTROUTING规则链（是否修改数据包的地址等）进行处理。

iptables的基本语法格式

iptables [-t 表名] 命令选项 ［链名］ ［条件匹配］ ［-j 目标动作或跳转］
说明：表名、链名用于指定 iptables命令所操作的表和链，命令选项用于指定管理iptables规则的方式（比如：插入、增加、删除、查看等；条件匹配用于指定对符合什么样 条件的数据包进行处理；目标动作或跳转用于指定数据包的处理方式（比如允许通过、拒绝、丢弃、跳转（Jump）给其它链处理。

iptables命令的管理控制选项

-A  在指定链的末尾添加（append）一条新的规则-D  删除（delete）指定链中的某一条规则，可以按规则序号和内容删除-I  在指定链中插入（insert）一条新的规则，默认在第一行添加-R  修改、替换（replace）指定链中的某一条规则，可以按规则序号和内容替换-L  列出（list）指定链中所有的规则进行查看
-E  重命名用户定义的链，不改变链本身-F  清空（flush）-N  新建（new-chain）一条用户自己定义的规则链-X  删除指定表中用户自定义的规则链（delete-chain）-P  设置指定链的默认策略（policy）
-Z 将所有表的所有链的字节和数据包计数器清零-n  使用数字形式（numeric）显示输出结果-v  查看规则表详细信息（verbose）的信息-V  查看版本(version)-h  获取帮助（help）

防火墙处理数据包的四种方式

ACCEPT 允许数据包通过
DROP 直接丢弃数据包，不给任何回应信息
REJECT 拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应的信息。
LOG在/var/log/messages文件中记录日志信息，然后将数据包传递给下一条规则

iptables防火墙规则的保存与恢复

iptables-save把规则保存到文件中，再由目录rc.d下的脚本（/etc/rc.d/init.d/iptables）自动装载

使用命令iptables-save来保存规则。一般用

iptables-save > /etc/sysconfig/iptables

生成保存规则的文件 /etc/sysconfig/iptables，

也可以用

service iptables save

它能把规则自动保存在/etc/sysconfig/iptables中。

当计算机启动时，rc.d下的脚本将用命令iptables-restore调用这个文件，从而就自动恢复了规则。

删除INPUT链的第一条规则

iptables -D INPUT 1

一、企业防火墙实战案例

我们来配置一个filter表的防火墙.

(1)查看本机关于IPTABLES的设置情况

[root@tp ~]# iptables -L -n
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         

Chain RH-Firewall-1-INPUT (0 references)
target       prot opt source                 destination         
ACCEPT       all    --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0           
ACCEPT       icmp --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0             icmp type 255 
ACCEPT       esp    --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0           
ACCEPT       ah     --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0           
ACCEPT       udp    --    0.0.0.0/0              224.0.0.251           udp dpt:5353 
ACCEPT       udp    --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0             udp dpt:631 
ACCEPT       all    --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0             state RELATED,ESTABLISHED 
ACCEPT       tcp    --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0             state NEW tcp dpt:22 
ACCEPT       tcp    --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0             state NEW tcp dpt:80 
ACCEPT       tcp    --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0             state NEW tcp dpt:25 
REJECT       all    --    0.0.0.0/0              0.0.0.0/0             reject-with icmp-host-prohibited 
可以看出我在安装linux时,选择了有防火墙,并且开放了22,80,25端口.

如果你在安装linux时没有选择启动防火墙,是这样的

[root@tp ~]# iptables -L -n
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination  

什么规则都没有.

(2)清除原有规则.

不管你在安装linux时是否启动了防火墙,如果你想配置属于自己的防火墙,那就清除现在filter的所有规则.

[root@tp ~]# iptables -F        清除预设表filter中的所有规则链的规则
[root@tp ~]# iptables -X        清除预设表filter中使用者自定链中的规则

我们在来看一下

[root@tp ~]# iptables -L -n
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination      

什么都没有了吧,和我们在安装linux时没有启动防火墙是一样的.

(提前说一句,这些配置就像用命令配置IP一样,重起就会失去作用),怎么保存.

[root@tp ~]# /etc/rc.d/init.d/iptables save

这样就可以写到/etc/sysconfig/iptables文件里了.写入后记得把防火墙重起一下,才能起作用.

[root@tp ~]# service iptables restart

现在IPTABLES配置表里什么配置都没有了,那我们开始我们的配置吧

(3)设定预设规则

[root@tp ~]# iptables -P INPUT DROP

[root@tp ~]# iptables -P OUTPUT ACCEPT

[root@tp ~]# iptables -P FORWARD DROP
上面的意思是,当超出了IPTABLES里filter表里的两个链规则(INPUT,FORWARD)时

不在这两个规则里的数据包怎么处理呢,那就是DROP(放弃).应该说这样配置是很安全的.我们要控制流入数据包

而对于OUTPUT链,也就是流出的包我们不用做太多限制,而是采取ACCEPT,也就是说,不在着个规则里的包怎么办呢,那就是通过.可以看出INPUT,FORWARD两个链采用的是允许什么包通过,而OUTPUT链采用的是不允许什么包通过.

这样设置还是挺合理的,当然你也可以三个链都DROP,但这样做我认为是没有必要的,而且要写的规则就会增加.但如果你只想要有限的几个规则是,如只做WEB服务器.还是推荐三个链都是DROP.

注:如果你是远程SSH登陆的话,当你输入第一个命令回车的时候就应该掉了.因为你没有设置任何规则.

怎么办,去本机操作呗!

(4)添加规则.

首先添加INPUT链,INPUT链的默认规则是DROP,所以我们就写需要ACCETP(通过)的链

为了能采用远程SSH登陆,我们要开启22端口.

[root@tp ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

[root@tp ~]# iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 22 -j ACCEPT

 (注:这个规则,如果你把OUTPUT 设置成DROP的就要写上这一部

好多人都是望了写这一部规则导致,始终无法SSH.在远程一下,是不是好了.

其他的端口也一样,如果开启了web服务器,OUTPUT设置成DROP的话,同样也要添加一条链:

[root@tp ~]# iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 80 -j ACCEPT ,其他同理.)

如果做了WEB服务器,开启80端口.

[root@tp ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
如果做了邮件服务器,开启25,110端口.

[root@tp ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 110 -j ACCEPT
[root@tp ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 25 -j ACCEPT
如果做了FTP服务器,开启21端口

[root@tp ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 21 -j ACCEPT

[root@tp ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 20 -j ACCEPT

如果做了DNS服务器,开启53端口

[root@tp ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 53 -j ACCEPT

如果你还做了其他的服务器,需要开启哪个端口,照写就行了.

上面主要写的都是INPUT链,凡是不在上面的规则里的,都DROP

允许icmp包通过,也就是允许ping,

[root@tp ~]# iptables -A OUTPUT -p icmp -j ACCEPT (OUTPUT设置成DROP的话)

[root@tp ~]# iptables -A INPUT -p icmp -j ACCEPT    (INPUT设置成DROP的话)

允许loopback!(不然会导致DNS无法正常关闭等问题)

IPTABLES -A INPUT -i lo -p all -j ACCEPT (如果是INPUT DROP)
IPTABLES -A OUTPUT -o lo -p all -j ACCEPT(如果是OUTPUT DROP)

下面写OUTPUT链,OUTPUT链默认规则是ACCEPT,所以我们就写需要DROP(放弃)的链.

减少不安全的端口连接

[root@tp ~]# iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 31337 -j DROP

[root@tp ~]# iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 31337 -j DROP

有些些特洛伊***会扫描端口31337到31340(即***语言中的 elite 端口)上的服务。既然合法服务都不使用这些非标准端口来通信,阻塞这些端口能够有效地减少你的网络上可能被感染的机器和它们的远程主服务器进行独立通信的机会

还有其他端口也一样,像:31335、27444、27665、20034 NetBus、9704、137-139（smb）,2049(NFS)端口也应被禁止

当然出入更安全的考虑你也可以包OUTPUT链设置成DROP,那你添加的规则就多一些,就像上边添加

允许SSH登陆一样.照着写就行了.

下面写一下更加细致的规则,就是限制到某台机器

如:我们只允许192.168.0.3的机器进行SSH连接

[root@tp ~]# iptables -A INPUT -s 192.168.0.3 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

如果要允许,或限制一段IP地址可用 192.168.0.0/24 表示192.168.0.1-255端的所有IP.

24表示子网掩码数.但要记得把 /etc/sysconfig/iptables 里的这一行删了.

-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 22 -j ACCEPT 因为它表示所有地址都可以登陆.

或采用命令方式:

[root@tp ~]# iptables -D INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

然后保存,我再说一边,反是采用命令的方式,只在当时生效

如果想要重起后也起作用,那就要保存.写入到/etc/sysconfig/iptables文件里.

[root@tp ~]# /etc/rc.d/init.d/iptables save

这样写 !192.168.0.3 表示除了192.168.0.3的ip地址

其他的规则连接也一样这么设置.

在下面就是FORWARD链,FORWARD链的默认规则是DROP,所以我们就写需要ACCETP(通过)的链,对正在转发链的监控.

开启转发功能,(在做NAT时,FORWARD默认规则是DROP时,必须做)

[root@tp ~]# iptables -A FORWARD -i eth0 -o eth2 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT

[root@tp ~]# iptables -A FORWARD -i eth2 -o eh0 -j ACCEPT

丢弃坏的TCP包

[root@tp ~]#iptables -A FORWARD -p TCP ! --syn -m state --state NEW -j DROP

处理IP碎片数量,防止***,允许每秒100个

[root@tp ~]#iptables -A FORWARD -f -m limit --limit 100/s --limit-burst 100 -j ACCEPT

设置ICMP包过滤,允许每秒1个包,限制触发条件是10个包.

[root@tp ~]#iptables -A FORWARD -p icmp -m limit --limit 1/s --limit-burst 10 -j ACCEPT

我在前面只所以允许ICMP包通过,就是因为我在这里有限制.

二、配置一个NAT表放火墙

1,查看本机关于NAT的设置情况

[root@tp rc.d]# iptables -t nat -L
Chain PREROUTING (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         

Chain POSTROUTING (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination         
SNAT         all    --    192.168.0.0/24         anywhere              to:211.101.46.235

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target       prot opt source                 destination    

我的NAT已经配置好了的(只是提供最简单的代理上网功能,还没有添加防火墙规则)

当然你如果还没有配置NAT的话,你也不用清除规则,因为NAT在默认情况下是什么都没有的

如果你想清除,命令是

[root@tp ~]# iptables -F -t nat

[root@tp ~]# iptables -X -t nat

[root@tp ~]# iptables -Z -t nat

2,添加规则

添加基本的NAT地址转换,(关于如何配置NAT可以看我的另一篇文章),

添加规则,我们只添加DROP链.因为默认链全是ACCEPT.

防止外网用内网IP欺骗

[root@tp sysconfig]# iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -s 10.0.0.0/8 -j DROP
[root@tp sysconfig]# iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -s 172.16.0.0/12 -j DROP
[root@tp sysconfig]# iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -s 192.168.0.0/16 -j DROP
如果我们想,比如阻止MSN,QQ,BT等的话,需要找到它们所用的端口或者IP,(个人认为没有太大必要)

例：

禁止与211.101.46.253的所有连接

[root@tp ~]# iptables -t nat -A PREROUTING    -d 211.101.46.253 -j DROP

禁用FTP(21)端口

[root@tp ~]# iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 21 -j DROP

这样写范围太大了,我们可以更精确的定义.

[root@tp ~]# iptables -t nat -A PREROUTING    -p tcp --dport 21 -d 211.101.46.253 -j DROP

这样只禁用211.101.46.253地址的FTP连接,其他连接还可以.如web(80端口)连接.

按照我写的,你只要找到QQ,MSN等其他软件的IP地址,和端口,以及基于什么协议,只要照着写就行了.

三、最后

drop非法连接
[root@tp ~]# iptables -A INPUT     -m state --state INVALID -j DROP
[root@tp ~]# iptables -A OUTPUT    -m state --state INVALID -j DROP
[root@tp ~]# iptables-A FORWARD -m state --state INVALID -j DROP
允许所有已经建立的和相关的连接（必须配置否则httpd无法连接）
[root@tp ~]# iptables-A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
[root@tp ~]# iptables-A OUTPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

[root@tp ~]# /etc/rc.d/init.d/iptables save

这样就可以写到/etc/sysconfig/iptables文件里了.写入后记得把防火墙重起一下,才能起作用．

[root@tp ~]# service iptables restart