掌握Linux防火墙：iptables四表五链全解析

本章结构：

Linux防火墙基础

iptables的表、链结构

数据包控制的匹配流程

编写防火墙规则

基本语法、控制类型

添加、查看、删除规则

规则的匹配条件

1、iptables的概述

Linux防火墙是由Netfilter组件提供的，Netfilter工作在内核空间，集成在linux内核中。Netfilter 是Linux 2.4.x之后新一代的Linux防火墙机制，是linux内核的一个子系统。Netfilter采用模块化设计，具有良好的可扩充性，提供扩展各种网络服务的结构化底层框架。Netfilter与IP协议栈是无缝契合，并允许对数据报进行过滤、地址转换、处理等操作。

netfilter/iptables：IP 信息包过滤系统，它实际上由两个组件 netfilter 和 iptables组成。主要工作在网络层，针对IP数据包，体现在对包内的IP地址、端口等信息的处理。

-netfilter/iptables关系：
netfilter：属于“内核态”又称内核空间（kernel space）的防火墙功能体系。linux 好多东西都是内核态 用户态，那我们运维人员关注的是用户态， 内核我们关注不是很多，内核基本是我们开发人员关心的事情是内核的一部分，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。

- iptables :属于“用户态”(User Space， 又称为用户空间)的防火墙管理体系。是一种用来管理Linux防火墙的命令程序，它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易，通常于/sbin/iptables目录下。netfilter/iptables后期简称为iptables。iptables是基于内核的防火墙，其中内置了raw、mangle、 nat和filter四个规则表。表中所有规则配置后，立即生效，不需要重启服务。

2、iptables的表、链结构

2.1iptables的四表五链结构介绍

iptables的作用是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，为了更加方便的组织和管理防火墙规则，iptables采用了表和链的分层结构。所以它会对请求的数据包的包头数据进行分析，根据我们预先设定的规则进行匹配来决定是否可以进入主机。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，在每个表容器内又包括不同的规则链，根据处理数据包的不同时机划分为五种链。

2.1.1 四表五链

规则表的作用:容纳各种规则链    
表的划分依据：防火墙规则的作用相似
规则链的作用:容纳各种防火墙规则;规则的作用：对数据包进行过滤或处理 ;链的分类依据：处理数据包的不同时机
总结:表里有链，链里有规则

2.1.2 四表

- raw：主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪 包含两个规则链，OUTPUT、PREROUTING
- mangle :  修改数据包内容，用来做流量整形的，给数据包设置标记。包含五个规则链，INPUT、 OUTPUT、 FORWARD、 PREROUTING、 POSTROUTING
-nat：负责网络地址转换，用来修改数据包中的源、目标IP地址或端口。包含三个规则链，OUTPUT、PREROUTING、POSTROUTING。
-filter：负责过滤数据包，确定是否放行该数据包(过滤)。包含三个链，即INPUT、FORWARD、 OUTPUT
注：在iptables 的四个规则表中，mangle 表 和raw表的应用相对较少

2.1.3 五链

- INPUT:  处理入站数据包，匹配目标IP为本机的数据包。
- OUTPUT:  处理出站数据包，一般不在此链上做配置。
- FORWARD:  处理转发数据包，匹配流经本机的数据包。
- PREROUTING链:  在进行路由选择前处理数据包，用来修改目的地址，用来做DNAT。相当于把内网服务器的IP和端口映射到路由器的外网IP和端口上。 
- POSTROUTING链:  在进行路由选择后处理数据包，用来修改源地址，用来做SNAT。相当于内网通过路由器NAT转换功能实现内网主机通过一个公网IP地址上网。

2.2数据包过滤的匹配流程

规则表之间的顺序：

raw→mangle→nat→filter

规则链之间的顺序：

入站：PREROUTING→INPUT

出站：OUTPUT→POSTROUTING

转发：PREROUTING→FORWARD→POSTROUTING

规则链内的匹配顺序：

自上向下按顺序依次检查，匹配即停止（LOG策略例外）

若找不到相匹配的规则，则按该链的默认策略处理

数据包在规则表、链间的匹配流程：

（1）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。

（2）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。

（3）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 POSTROUTING 链（是否修改数据包的地址等）进行处理。

3、编写防火墙规则

3.1 iptables安装

CentOS7默认使用firewalld防火墙，没有安装iptables,若想使用iptables防火墙。必须先关闭firewalld防火墙，再安装iptables

（1）关闭firewalld防火墙

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service

（2）安装iptables 防火墙

yum -y install iptables iptables-services

（3）设置iptables开机启动

systemctl start iptables.service
systemctl enable iptables.service

3.2 iptables基本语法、数据包控制类型

语法构成

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。 

数据包的常见控制类型

- 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/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。 
- SNAT:修改数据包的源地址。
- DNAT:修改数据包的目的地址。
- MASQUERADE（mɑːskəˈreɪd）:伪装成一个非固定公网IP地址。

3.3添加、查看、删除规则等基本操作

3.3.1 iptables 命令的常用管理选项

| 管理选项       | 用法示例                                                     |
| ------------- | ------------------------------------------------------------ |
| -A            | 在指定链末尾追加一条	iptables -A INPUT （操作）           |
| -I            | 在指定链中插入一条新的，未指定序号默认作为第一条	iptables -I INPUT  （操作） 
| -P            | 指定默认规则	iptables -P  OUTPUT ACCEPT   （操作）        |
| -D            | 删除	iptables -t nat -D INPUT    （操作）                 |
| -R            | 修改、替换某一条规则	iptables -t nat -R INPUT    （操作） |
| -L            | 查看	iptables -t nat -L （查看）                          |
| -n            | 所有字段以数字形式显示（比如任意ip地址是0.0.0.0而不是anywhere，比如显示
协议端口号而不是服务名）	iptables -L -n,iptables -nL,iptables -vnL （查看）           |
| -v            | 查看时显示更详细信息，常跟-L一起使用    （查看）              |
| --line-number | 规则带编号	iptables -t nat -L -n --line-number /iptables -t nat -L --line-number 
| -F            | 清除链中所有规则	iptables -F   （操作）                   |
| -X            | 清空自定义链的规则，不影响其他链 	 iptables -X            |
| -Z            | 清空链的计数器（匹配到的数据包的大小和总和）iptables -Z       |
| -S            | 查看链的所有规则或者某个链的规则/某个具体规则后面跟编号       

iptables各字段解读
pkts:对应规则匹配到的报文的个数。
bytes:对应匹配到的报文包的大小总和。
target:规则对应的target，往往表示规则对应的"动作"，即规则匹配成功后需要采取的措施。
prot:表示规则对应的协议，是否只针对某些协议应用此规则。
opt:表示规则对应的选项。
in:表示数据包由哪个接口(网卡)流入，我们可以设置通过哪块网卡流入的报文需要匹配当前规则。
out:表示数据包由哪个接口(网卡)流出，我们可以设置通过哪块网卡流出的报文需要匹配当前规则。
source:表示规则对应的源头地址，可以是一个IP，也可以是一个网段。
destination:表示规则对应的目标地址。可以是一个IP，也可以是一个网段。
packets：匹配到的包数量

3.3.2 添加新的规则

iptables -t filter -I INPUT -p icmp -j REJECT     //不允许任何主机ping本主机

iptables -I  INPUT 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT  //在INPUT链的第2个位置插入一条
规则，允许所有TCP协议访问22端口
iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT    //允许任何主机tcp
iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT        //允许任何主机udp

3.3.3 查看规则列表

iptables -vnL

3.3.4 删除清空规则

删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”。

iptables -L --line-numbers //查看规则编号
iptables -D INPUT n  //删除第n条规则，n代表要删除的规则编号

例如删除第一条规则

写法一：iptables -D INPUT 1

写法二：iptables -t filter -D INPUT -p icmp - j REJECT

清空指定链或表中的所有防火墙规则，使用管理选项“-F”。

iptables -F  //清除指定表中所有规则，默认filter表
iptables -F INPUT //清除filter表中INPUT链所有规则
注意:
1.若规则列表中有多条相同的规则时，按内容匹配只删除的序号最小的一条
2.按号码匹配删除时，确保规则号码小于等于已有规则数，否则报错
3.按内容匹配删数时，确保规则存在，否则报错
iptables -t nat -F     //清除nat表中所有规则
iptables -t mangle -F  //清除mangle表中所有规则

3.3.4 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——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 ACCEPT（允许）、DROP（丢弃）两种。

iptables [-t表名] -P <链名> <控制类型>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。

3.4 规则的匹配条件

（1）通用匹配

可直接使用，不依赖于其他条件或扩展，包括网络协议、IP地址、网络接口等条件。
协议匹配: -p 协议名
地址匹配:-s 源地址、-d 目的地址         #可以是IP、网段、域名、空(任何地址) 
接口匹配: -i入站网卡、-o 出站网卡

iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT        
iptables -A INPUT -s 192.168.80.11 -j DROP
iptables -I INPUT -i ens33 -s 192.168.80.0/24 -j DROP
iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
iptables -I INPUT -p tcp --dport 22 -i ACCEPT
iptables -I INPUT -i ens33 -p tcp --dport 22 -j DROP 
iptables -P INPUT
iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT           //感叹号”!”表示取反

（2）隐藏匹配

要求以特定的协议匹配作为前提，包括端口、TCP标记、ICMP类型等条件。
端口匹配: --sport 源端口、--dport 目的端口       #可以是个别端口、端口范围

--sport 1000          匹配源端口是1000的数据包
--sport 1000:3000     匹配源端口是1000-3000的数据包
--sport :3000         匹配源端口是3000及以下的数据包
--sport 1000:         匹配源端口是1000及以上的数据包
注意: --sport和--dport 必须配合-p <协议类型>使用iptables -A INPUT -p tcp --sport 1000:3000 -j REJECT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
iptables -I FORWARD -d 192.168.80.0/24 -p tcp --dport 24500:24600 -j DROP
iptables -A FORWARD -s 192.168.4.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT                 
iptables -A FORWARD -d 192.168.4.0/24 -p udp --sport 53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 192.168.4.0/24 -p tcp --dport 53 -j ACCEPT

总结

本文围绕 Linux 防火墙基础、iptables 的表链结构、数据包匹配流程及防火墙规则编写展开，系统梳理了 iptables 的核心原理与实操方法。