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企业安全防护之——防火墙

news 2025/10/23 10:51:51

一、防火墙的发展历程

第一代防火墙：包过滤防火墙（1980年代末-1990年代初）；第一代防火墙主要基于包过滤技术，通过检查数据包的头部信息（如源IP地址、目标IP地址、端口号、协议类型等）来决定是否允许数据包通过。

特点：工作在网络层（OSI模型第3层），规则简单，性能较高，但功能有限，无法识别数据包的内容或状态，容易被绕过。例如，它无法阻止伪造IP地址的攻击。

第二代防火墙：状态检测防火墙（1990年代中期）；第二代防火墙引入了状态检测技术（Stateful Inspection）。它不仅检查数据包的头部信息，还会跟踪连接的状态（如TCP会话的建立、数据传输和关闭），通过维护状态表来判断数据包是否属于合法会话。

特点：工作在传输层（OSI模型第4层），安全性显著提高，能够防御一些简单的攻击，如SYN洪泛攻击。

第三代防火墙：应用防火墙（2000年代初）：随着Web应用和复杂协议的普及，防火墙开始
向应用层（OSI模型第7层）扩展。第三代防火墙被称为应用层防火墙，能够深入检查数据包的
内容，而不仅仅是头部信息。它可以识别特定的应用程序或协议（如HTTP、FTP），并根据应
用层规则进行过滤。

特点：精细化控制，但缺点是性能开销较大

第四代防火墙：下一代防火墙（NGFW，2010年代）；它集成了传统防火墙的功能，并加入了
更高级的特性，如入侵检测与防御系统（IDS/IPS）、深度包检测（DPI）、应用识别与控制、
用户身份管理等。

特点：能够根据应用程序、用户行为和威胁情报进行动态调整，适应云计算和移动互联网的复杂环境。例如，它可以识别并阻止加密流量中的恶意行为（如SSL/TLS隧道中的威胁）。

现代防火墙：云原生与AI驱动（2020年代至今）：随着云计算、虚拟化和零信任架构的兴
起，防火墙进一步演变为云原生防火墙和AI驱动防火墙。云原生防火墙部署在云环境中，支持
分布式架构，能够保护容器、微服务和多云环境。AI驱动防火墙则利用机器学习和大数据分
析，主动识别未知威胁（如零日攻击），并实现自动化响应。此外，防火墙的功能逐渐融入
SASE（安全访问服务边缘）和XDR（扩展检测与响应）等综合安全框架中，强调全局防护。

二、Linux中防火墙

1. iptables

简介：基于内核的Netfilter框架开发。它通过定义规则来控制网络数据包的过滤、转发和修改

功能与特点：

基于表（tables）和链（chains）管理规则
规则匹配：支持基于IP地址、端口、协议（如TCP、UDP、ICMP）、状态（如NEW、ESTABLISHED）等条件过滤数据包
状态检测：通过 conntrack 模块支持状态检测，适合实现动态防火墙策略
灵活性：支持用户自定义链，规则配置非常灵活

优点：

轻量高效，适用于资源有限的系统
被广泛支持，几乎所有Linux发行版都预装

缺点：

配置复杂，尤其是大规模规则时，管理和调试困难
不支持现代功能，如动态更新或高级应用层过滤

例：阻止来自特定IP的流量

主机：4.130
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -s 192.168.4.1 -j DROP

2. nftables

简介：同样基于Netfilter框架，但提供了更现代化和统一的规则管理方式

功能与特点：

统一框架：将 iptables 的多个表（filter、nat 等）名称弱化处理，转成了表类型
语法改进：采用更直观的脚本化语法，支持批量操作和原子性更新
高效性：内部使用虚拟机（nftables VM）处理规则，性能更优，尤其在复杂规则集下
扩展性：支持动态规则更新、集合（sets）功能，可高效管理大量IP或端口

优点：

配置更简洁，易于维护和扩展
支持现代网络需求，如IPv6优化和容器化环境
向下兼容 iptables（通过 iptables-nft 层）

缺点：

部分老旧系统不支持

例：创建表并添加规则

nft add table inet my_table
nft add chain inet my_table my_chain {rr hook input priority 0 \; }
nft add rule inet my_table my_chain ip saddr 192.168.1.100 drop

3.firewalld

简介：基于iptables或nftables的高级防火墙管理工具，它提供动态配置和用户友好的管理界面

功能与特点：

区域管理：通过“区域”（zones，如 public、trusted、drop）简化规则配置，不同网络接口可绑定不同区域
动态更新：支持运行时修改规则，无需重启服务
服务抽象：内置服务定义（如ssh、http），无需手动指定端口
后端支持：可选择 iptables 或 nftables 作为底层实现（RHEL 8 起默认使用nftables）

优点：

配置直观，适合初学者和系统管理员
支持图形化界面（firewall-config）和命令行工具（firewall-cmd）
适用于桌面和服务器环境

缺点：

相比直接使用 iptables/nftables，性能开销略高
对于复杂场景，灵活性不如底层工具

例：启动firewalld并设置默认区域


systemctl start firewalld
firewall-cmd --set-default-zone=public
# 允许HTTP服务
firewall-cmd --zone=public --add-service=http --permanent
firewall-cmd --reload

4.三者对比

三、iptables防火墙

基于内核 Netfilter 框架的经典防火墙工具
其核心结构由四张表（tables）和五个链（chains）组成
每个表定义了不同的功能，而每个链决定了数据包在特定阶段的处理方式

1. 四表（Tables）

注：iptables 通过表来组织规则，每张表专注于特定的数据包处理功能

filter 表

功能作用：负责数据包的过滤，是 iptables 的默认表，用于决定数据包是否被允许通过或不允许通过
适用场景：访问控制、阻止特定流量
支持的链：INPUT、FORWARD、OUTPUT

nat 表

功能作用：用于网络地址转换（NAT），修改数据包的源地址或目标地址，常用于IP伪装、端口转发等
适用场景：内网访问外网、服务器端口映射
支持的链：PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT（部分支持）

mangle 表

功能作用：用于修改数据包的特殊属性，如TTL（生存时间）、TOS（服务类型）或标记数据包供后续处理
适用场景：流量整形、QoS（服务质量）控制
支持的链：PREROUTING、INPUT、FORWARD、OUTPUT、POSTROUTING

raw 表

功能作用：用于在数据包处理的最早阶段进行特殊处理，主要用于设置数据包的“不跟踪”状态（跳过连接跟踪）
适用场景：提高性能（如跳过NAT跟踪）、处理特殊流量
支持的链：PREROUTING、OUTPUT

2. 五链（Chains）

注：链指的是处理数据包的位置和时机

PREROUTING 链

功能作用：数据包进入系统后、路由决策前处理，用于修改目标地址或标记数据包
适用表：nat、mangle、raw

INPUT 链

功能作用：处理发往本机的数据包，用于本地服务的访问控制
适用表：filter、mangle

FORWARD 链

功能作用：处理需要转发的流量（即本机作为路由器时），用于控制经过本机的数据包
适用表：filter、mangle

OUTPUT 链

功能作用：处理本机发出的数据包，用于限制本地发起的流量
适用表：filter、nat、mangle、raw

POSTROUTING 链

功能作用：数据包离开系统前、路由决策后处理，用于修改源地址或完成NAT
适用表：nat、mangle

3.语法格式

格式：命令位置条件策略

案例：iptables -t filter -A INPUT -p tcp --dport 22 -j DROP

选项：

-A ：追加规则
-I ：插入规则
-L ：查看规则
-n ：数字化显示
-v ：显示更加详细信息
-F ：清空规则（-t 表名，仅清空内存中的缓存）
-D ：删除规则

条件(规则)：

-s ：判断来源IP地址
-d ：判断目标IP地址
-p ：判断传输协议
--sport：判断来源端口
--dport：判断目标端口
-i ：判断入站接口
-o：判断出站接口
--icmp-type：判断icmp的具体类型（0:ping应答,8:ping请求）

策略(动作)：

ACCEPT ：放行
REJECT ：拒绝
DROP ：丢弃
SNAT --to-source IP ：源地址修改
MASQUERADE ：动态地址转换
DNAT --to-destination IP ：目标地址修改
REDIRECT --to-ports ：将请求其他主机的数据包转发给本机的指定端口
LOG ：将符合条件的数据包记录在日志中

注：防火墙的执行逻辑是自上而下顺序匹配，匹配成功即停止

例：使本机能够ping通其他主机，但其他主机ping不通本机

添加防火墙规则

[root@localhost ~]# iptables -t filter -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -t filter -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT