iptables防火墙
一，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，如web网站、电子邮件系统、FTP服务器、数据库系统等。那么，如何来保护这些服务器，过滤企业不需要的访问甚至是恶意的入侵呢?
本章将开始学习Linux系统中的防火墙-netfilter和iptables,包括防火墙的结构和匹配流程以及如何编写防火墙规则。
Linux的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(或称为网络层防火墙)。Linux系统的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。
| 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”(KernelSpace，又称为内核空间)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 目录下，属于“用户态”(User Space，又称为用户空间)的防火墙管理体系。 |
中将不再严格区分netfilter和iptables，两者均可表示 Linux 防火墙。
1，iptables的表，链结构
iptables 的作用是为包过滤机制的实现提供规则(或称为策略)，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持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，如下图所示。
其中，每个规则“表”相当于内核空间的一个容器，根据规则集的不同用途划分为默认的四个表;在每个“表”容器内包括不同的规则“链”，根据处理数据包的不同时机划分为五种链;而决定是否过滤或处理数据包的各种规则，则是按先后顺序存放在各规则链中。
（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、包含的链及各自的用途如下。
| filter表 | filter表用来对数据包进行过滤，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，即INPUT、FORWARD、OUTPUT。 |
| nat表 | nat(NetworkAddressTranslation，网络地址转换)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，即PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT |
| mangle表 | mangle 表用来修改数据包的 TOS(Type Of Service,服务类型)、TTL(Time To Live生存周期)，或者为数据包设置Mark标记，以实现流量整形、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,即PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD。 |
| raw表 | raw 表是自1.2.9以后版本的 iptables 新增的表，主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪。raw 表对应的内核模块为miptable_raw，表内包含两个链，即OUTPUT、PREROUTING。 |
在iptables的四个规则表中,mangle 表和raw 表的应用相对较少。因此，本课程仅介绍 filter表和 nat 表的防火墙应用，关于mangle、raw 表的使用，请参阅其他资料。
（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。
| INPUT链 | 当收到访问防火墙本机地址的数据包(入站)时，应用此链中的规则。 |
| OUTPUT 链 | 当防火墙本机向外发送数据包(出站)时，应用此链中的规则。 |
| FORWARD 链 | 当接收到需要通过防火墙中转发送给其他地址的数据包(转发)时，应用此链中的规则。 |
| PREROUTING 链 | 在对数据包做路由选择之前，应用此链中的规则 |
| POSTROUTING链 | 在对数据包做路由选择之后，应用此链中的规则。 |
其中，INPUT、OUTPUT链主要用在“主机型防火墙”中，即主要针对服务器本机进行保护的防火墙;而FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING链多用在“网络型防火墙”中，如使用 Linux 防火墙作为网关服务器，在公司内网与Internet之间进行安全控制。
2，数据包过滤的匹配流程
下面从不同角度分别介绍数据包过滤的匹配流程，
（1）规则表之间的顺序
当数据包抵达防火墙时，将依次应用raw表、mangle表、nat 表和filter 表中对应链内的规则(如果存在)，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，如下图所示，具体表述如下。
| 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(是否修改数据包地址等)，然后进行路由选择(判断该数据包应发往何处):如果数据包的目标地址是防火墙本机(如Internet用户访问网关的 Web 服务端口),那么内核将其传递给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如httpd服务器)进行响应。 |
| 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其他外部地址(如局域网用户通过网关访问QQ服务器)，则内核将其传递给FORWARD 链进行处理(允许转发或拦截、丢弃),最后交给POSTROUTING链(是否修改数据包的地址等)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(如在防火墙主机中测试公网DNS服务时)，首先 进行路由选择，确定了输出路径后，再经由OUTPUT链处理，最后再交给POSTROUTING 链(是否修改数据包的地址等)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链时，依次按第一条规则、第二条规则.…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(使用LOG日志操作的规则除外，2.2.3节会介绍)，则不再检查本链内后续的其他规则。如果比对完整个链，也找不到与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。
二，编写防火墙规则
本节主要介绍 netfilter 防火墙的管理工具--iptables 命令的使用，包括基本的语法格式、数据包控制类型，以及如何管理、编写防火墙规则等。
在使用 iptables 防火墙之前，需要将 firewalld 防火墙先关闭掉，以避免产生影响。
1，iptables的安装
Open Euler 24.03的操作系统默认已经安装过 iptables 防火墙，如果未安装，可以使用如下方法进行安装。
启动 iptables 防火墙并设置开机启动。
2，基本语法，数据包控制类型
使用 iptables 命令管理、编写防火墙规则时，基本的命令格式如下所示
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;匹配条件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:控制类型指的是数据包的处理方式，如允许、拒绝、丢弃等。
对于防火墙，数据包的控制类型非常关键，直接关系到数据包的放行、封堵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，
| 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 |
| L0G | 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。 |
防火墙规则的“匹配即停止”对于LOG操作来说是一个特例，因为LOG 只是一种辅助动作，并没有真正处理数据包。
下面介绍一个防火墙规则操作示例:在filter表(-tfilter)的INPUT链中插入(-I)一条规则，拒绝(-jREJECT)发给本机的使用ICMP协议的数据包(-picmp)。
3，添加，查看，删除规则等基本操作
在熟练编写各种防火墙规则之前，首先需要学握如何査看规则、添加规则、删除规则、清空链内规则等基本操作。下面将介绍 iptables 命令中常用的几个管理选项，如下表所示。
| 类别 | 选项 | 用途 |
| 增加 | -A | 追加到最后一行 |
| -l | 插入到第一行(或指定序号) | |
| 查看 | -L | 列出所有规则 |
| -n | 以数字形式显示 | |
| -v | 详细信息 | |
| --line(--line-numbers) | 显示序号 | |
| 删除 | -D | 删除一条(指定序号或内容) |
| -F | 清空所有 | |
| 修改 | -R | 替换某条规则 |
| 设置默认 | -p | 设置默认规则 |
其中，添加、删除、清空和查看规则是最常见的管理操作，下面通过一些规则操作示例来展示相关选项的使用。
（1）添加新的规则
添加新的防火墙规则时，使用管理选项“-A”、“-I”，前者用来追加规则，后者用来插入规则。例如，若要在fi1ter表INPUT链的末尾添加一条防火墙规则，可以执行以下操作(其中“-p协议名”作为匹配条件)。
当使用管理选项“-I”时，允许同时指定新添加规则的顺序号，未指定序号时默认作为第一条。例如,以下操作添加的两条规则将分别位于fi1ter表的第一条、第二条(其中省略了“-tfilter”选项，默认使用 filter 表)。
（2）查看规则列表
查看已有的防火墙规则时，使用管理选项“-L”，结合“--1ine-numbers”选项还可显示各条规则在链内的顺序号。例如，若要查看fi1ter表INPUT链中的所有规则，并显示规则序号，可以执行以下操作。
当防火墙规则的数量较多时，若能够以数字形式显示地址和端口信息，可以减少地址解析的环节，在-定程度上加快命令执行的速度。例如，若要以数字地址形式查看filter表INPUT链中的所有规则，可以执行以下操作。
（3）删除，清空规则
删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”。例如，若要删除filter表INPUT链中的第三条规则，可以执行以下操作。
清空指定链或表中的所有防火墙规则，使用管理选项“-F”。例如，若要清空filter表INPUT链中的所有规则，可以执行以下操作。
使用管理选项“-F”时，允许省略链名而清空指定表所有链的规则。例如，执行以下操作分别用来清空filter表、nat表、mangle 表。
（4）设置默认策略
iptables 的各条链中，默认策略是规则匹配的最后一个环节-一当找不到任何一条能够匹配数据包的规则时，则执行默认策略。默认策略的控制类型为CEPT(允许)、DROP(丢弃)两种。例如，执行以下操作可以将fi1ter表中FORWARD链的默认策略设为丢弃，OUTPUT 链的默认策略设为允许。
需要注意的是，当使用管理选项“-F”清空链时，默认策略不受影响。因此若要修改默认策略，必须通过管理选项“-P”重新进行设置。另外，默认策略并不参与链内规则的顺序编排，因此在其他规则之前或之后设置并无区别。
三，规则的匹配条件
在编写防火墙规则时，匹配条件的设置起着决定性的作用。只有清晰、准确地设置好匹配条件，防火墙才知道要对符合什么条件的数据包进行处理，避免“误杀”。对于同一条防火墙规则，可以指定多个匹配条件，表示这些条件必须都满足规则才会生效。根据数据包的各种特征，结合iptables的模块结构，匹配条件的设置包括三大类:通用匹配、隐含匹配、显式匹配。
1，通用匹配
通用匹配也称为常规匹配，这种匹配方式可以独立使用，不依赖于其他条件或扩展模块。常见的通用匹配包括协议匹配、地址匹配、网络接口匹配。
（1）协议匹配
编写iptables规则时使用“-p协议名”的形式指定，用来检查数据包所使用的网络协议(--protocol)，如tcp、udp、icmp和a11(针对所有IP 数据包)等,可用的协议类型存放于 Linux系统的/etc/procotols文件中。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 协议之外的数据包，可以执行以下操作。
（2）地址匹配
编写iptables 规则时使用“-s 源地址”或“-d 目标地址”的形式指定，用来检査数据包的源地址(--source)或目标地址(--destination)。IP 地址、网段地址等都是可以接受的，但不建议使用主机名、域名地址(解析过程会影响效率)。例如，若要拒绝转发源地址为192.168.1.11的数据，允许转发源地址位于 192.168.7.0/24网段的数据，可以执行以下操作。
当遇到小规模的网络扫描或攻击时，封锁IP地址是比较有效的方式。例如，若检测到来自某个网段(如 10.20.30.0/24)的频繁扫描、登录穷举等不良企图，可立即添加防火墙规则进行封锁。
（3）网络接口匹配
编写 iptables 规则时使用“-i 接口名”和“-0 接口名”的形式，用于检査数据包从防火墙的哪一个接口进入或发出，分别对应入站网卡(--in-interface)、出站网卡(--out-interface)例如，若要丢弃从外网接口(ens160)访问防火墙本机且源地址为私有地址的数据包，可以执行以下操作。
2，隐含匹配
这种匹配方式要求以指定的协议匹配作为前提条件，相当于子条件，因此无法独立使用，其对应的功能由 iptables 在需要时自动(隐含)载入内核。常见的隐含匹配包括端口匹配、TCP 标记匹配、ICMP 类型匹配。
（1）端口匹配
编写 iptables 规则时使用“--sport 源端口”或“--dport 目标端口”的形式，针对的协议为TCP或 UDP，用来检查数据包的源端口(--source-port)或目标端口(--destination-port)。单个端口号或者以冒号“:”分隔的端口范围都是可以接受的，但不连续的多个端口不能采用这种方式。例如,若要允许为网段192.168.4.0/24转发DNS查询数据包，可以执行以下操作。
再例如，构建 Vsftpd 服务器时，若要开放 20、21 端口，以及用于被动模式的端口范围为 2458024600，可以参考以下操作设置防火墙规则。
（2）ICMP类型匹配
编写iptables规则时使用“--icmp-type ICMP 类型”的形式,针对的协议为ICMP,用来检查 ICMP数据包的类型(--icmp-type)。ICMP 类型使用字符串或数字代码表示，如“Echo-Request”(代码为8)、“Echo-Reply”(代码为 0)、“Destination-Unreachable”(代码为 3)，分别对应 ICMP 协议的请求、回显、目标不可达。例如，若要禁止从其他主机 ping本机，但是允许本机 ping 其他主机可以执行以下操作。
关于可用的ICMP 协议类型，可以执行“iptables-picmp -h”命令，在帮助信息的最后部分列出了所有支持的类型。
3，显式匹配
这种匹配方式要求有额外的内核模块提供支持，必须手动以“-m模块名称”的形式调用相应的模块，然后方可设置匹配条件。添加了带显式匹配条件的规则以后，可以执行“1smodgrep xt_”命令查看到相关的内核扩展模块(如xt_multiport、xt_iprange、xt_mac、xt_state)。常见的显式匹配包括多端口匹配、IP 范围匹配、MAC 地址匹配、状态匹配。
（1）多端口匹配
编驾iptables 规则时使用“-mmultiport --dports 端日列表“-m multiport--sports 端自列表的形式，用来检查数据包的源端口、目标端口，多个端口之间以逗号进行分隔。例如，若要允许本机开放 25、80、110、143 端口，以便提供电子邮件服务，可以执行以下操作。
（2）IP范围匹配
编写 iptables 规则时使用“-miprange--src-range Ip范围”、“-m iprange --dst-rangeIP范围”的形式，用来检查数据包的源地址、目标地址，其中IP范围采用“起始地址-结束地址”的形式表示。例如，若要禁止转发源IP地址位于192.168.4.21与192.168.4.28之间的TCP 数据包，可以执行以下操作。
（3）MAC地址匹配
编写iptables规则时使用“-mmac--mac-sourceMAC 地址”的形式，用来检查数据包的源MAC地址。由于MAC地址本身的局限性，此类匹配条件一般只适用于内部网络。例如，若要根据MAC地址封锁主机，禁止其访问本机的任何应用，可以参考以下操作。
（4）状态匹配
编写 iptables 规则时使用“-m state --state 连接状态”的形式，基于 iptables 的状态跟踪机制用来检查数据包的连接状态(State)。常见的连接状态包括NEW(与任何连接无关的)、ESTABLISHED(响应请求或者已建立连接的)和RELATED(与已有连接有相关性的，如FTP数据连接)。例如，若要禁止转发与正常TCP连接无的非--syn 请求数据包(如伪造的网络攻击数据包)，可以执行以下操作
再例如，若只开放本机的 web服务(80端口)，但对发给本机的 TCP 应答数据包予以放行，其他入站数据包均丢弃，则对应的入站控制规则可参考以下操作。
