iptables防火墙基础知识

jopen 10年前
iptables防火墙可以用于创建过滤(filter)与NAT规则。所有Linux发行版都能使用iptables，因此理解如何配置 iptables将会帮助你更有效地管理Linux防火墙。如果你是第一次接触iptables，你会觉得它很复杂，但是一旦你理解iptables的工 作原理，你会发现其实它很简单。
首先介绍iptables的结构：iptables -> Tables -> Chains -> Rules. 简单地讲，tables由chains组成，而chains又由rules组成。如下图所示。 iptables防火墙基础知识
图: IPTables Table, Chain, and Rule Structure
一、iptables的表与链
iptables具有Filter, NAT, Mangle, Raw四种内建表：
1. Filter表
Filter表示iptables的默认表，因此如果你没有自定义表，那么就默认使用filter表，它具有以下三种内建链：
  • INPUT链 – 处理来自外部的数据。
  • OUTPUT链 – 处理向外发送的数据。
  • FORWARD链 – 将数据转发到本机的其他网卡设备上。
2. NAT表
NAT表有三种内建链：
  • PREROUTING链 – 处理刚到达本机并在路由转发前的数据包。它会转换数据包中的目标IP地址（destination ip address），通常用于DNAT(destination NAT)。
  • POSTROUTING链 – 处理即将离开本机的数据包。它会转换数据包中的源IP地址（source ip address），通常用于SNAT（source NAT）。
  • OUTPUT链 – 处理本机产生的数据包。
3. Mangle表
Mangle表用于指定如何处理数据包。它能改变TCP头中的QoS位。Mangle表具有5个内建链：
  • PREROUTING
  • OUTPUT
  • FORWARD
  • INPUT
  • POSTROUTING
4. Raw表
Raw表用于处理异常，它具有2个内建链：
  • PREROUTING chain
  • OUTPUT chain
5.小结
下图展示了iptables的三个内建表：
iptables防火墙基础知识
图: IPTables 内建表
二、IPTABLES 规则(Rules)
牢记以下三点式理解iptables规则的关键：
  • Rules包括一个条件和一个目标(target)
  • 如果满足条件，就执行目标(target)中的规则或者特定值。
  • 如果不满足条件，就判断下一条Rules。
目标值（Target Values）
下面是你可以在target里指定的特殊值：
  • ACCEPT – 允许防火墙接收数据包
  • DROP – 防火墙丢弃包
  • 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(the calling chain)中。
如果你执行iptables –list你将看到防火墙上的可用规则。下例说明当前系统没有定义防火墙，你可以看到，它显示了默认的filter表，以及表内默认的input链, forward链, output链。
# iptables -t filter –list
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

查看mangle表：
# iptables -t mangle –list
查看NAT表：
# iptables -t nat –list
查看RAW表：
# iptables -t raw –list
!注意：如果不指定 -t选项，就只会显示默认的 filter表。因此，以下两种命令形式是一个意思：
# iptables -t filter –list
(or)
# iptables –list
以下例子表明在filter表的input链, forward链, output链中存在规则：
# iptables –list
Chain INPUT (policy ACCEPT)
num        target                 prot    opt        source            destination
1    RH-Firewall-1-INPUT     all       —         0.0.0.0/0         0.0.0.0/0 

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
num        target                 prot    opt        source            destination
1      RH-Firewall-1-INPUT   all        –      0.0.0.0/0           0.0.0.0/0

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
num  target    prot opt source              destination

Chain RH-Firewall-1-INPUT (2 references)
num  target    prot opt source              destination
1    ACCEPT    all  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
2    ACCEPT    icmp –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          icmp type 255
3    ACCEPT    esp  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
4    ACCEPT    ah  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
5    ACCEPT    udp  –  0.0.0.0/0            224.0.0.251        udp dpt:5353
6    ACCEPT    udp  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          udp dpt:631
7    ACCEPT    tcp  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          tcp dpt:631
8    ACCEPT    all  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          state RELATED,ESTABLISHED
9    ACCEPT    tcp  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          state NEW tcp dpt:22
10  REJECT    all  –  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0          reject-with icmp-host-prohibited

以上输出包含下列字段：
  • num – 指定链中的规则编号
    target – 前面提到的target的特殊值
    prot – 协议：tcp, udp, icmp等
    source – 数据包的源IP地址
    destination – 数据包的目标IP地址
三、清空所有iptables规则
在配置iptables之前，你通常需要用iptables –list命令或者iptables-save命令查看有无现存规则，因为有时需要删除现有的iptables规则：
iptables –flush
或者
iptables -F
这两条命令是等效的。但是并非执行后就万事大吉了。你仍然需要检查规则是不是真的清空了，因为有的linux发行版上这个命令不会清除NAT表中的规则，此时只能手动清除：
iptables -t NAT -F
四、永久生效
当你删除、添加规则后，这些更改并不能永久生效，这些规则很有可能在系统重启后恢复原样。为了让配置永久生效，根据平台的不同，具体操作也不同。下面进行简单介绍：
1.Ubuntu
首先，保存现有的规则：
iptables-save > /etc/iptables.rules
然后新建一个bash脚本，并保存到 /etc/network/if-pre-up.d/目录下：
#!/bin/bash
iptables-restore < /etc/iptables.rules
这样，每次系统重启后iptables规则都会被自动加载。
！注意：不要尝试在.bashrc或者.profile中执行以上命令，因为用户通常不是root，而且这只能在登录时加载iptables规则。
2.CentOS, RedHat
# 保存iptables规则
service iptables save 

# 重启iptables服务
service iptables stop
service iptables start

查看当前规则：
cat  /etc/sysconfig/iptables
五、追加iptables规则
可以使用iptables -A命令追加新规则，其中 -A表示 Append。因此， 新的规则将追加到链尾。
一般而言，最后一条规则用于丢弃(DROP)所有数据包。如果你已经有这样的规则了，并且使用 -A参数添加新规则，那么就是无用功。
1.语法
iptables -A chain firewall-rule
  • -A chain – 指定要追加规则的链
  • firewall-rule – 具体的规则参数
2.描述规则的基本参数
以下这些规则参数用于描述数据包的协议、源地址、目的地址、允许经过的网络接口，以及如何处理这些数据包。这些描述是对规则的基本描述。
-p 协议（protocol）
  • 指定规则的协议，如tcp, udp, icmp等，可以使用all来指定所有协议。
  • 如果不指定-p参数，则默认是all值。这并不明智，请总是明确指定协议名称。
  • 可以使用协议名(如tcp)，或者是协议值（比如6代表tcp）来指定协议。映射关系请查看/etc/protocols
  • 还可以使用–protocol参数代替-p参数
-s 源地址（source）
  • 指定数据包的源地址
  • 参数可以使IP地址、网络地址、主机名
  • 例如：-s 192.168.1.101指定IP地址
  • 例如：-s 192.168.1.10/24指定网络地址
  • 如果不指定-s参数，就代表所有地址
  • 还可以使用–src或者–source
-d 目的地址（destination）
  • 指定目的地址
  • 参数和-s相同
  • 还可以使用–dst或者–destination
-j 执行目标（jump to target）
  • -j代表”jump to target”
  • -j指定了当与规则(Rule)匹配时如何处理数据包
  • 可能的值是ACCEPT, DROP, QUEUE, RETURN
  • 还可以指定其他链（Chain）作为目标
-i 输入接口（input interface）
  • -i代表输入接口(input interface)
  • -i指定了要处理来自哪个接口的数据包
  • 这些数据包即将进入INPUT, FORWARD, PREROUTE链
  • 例如：-i eth0指定了要处理经由eth0进入的数据包
  • 如果不指定-i参数，那么将处理进入所有接口的数据包
  • 如果出现! -i eth0，那么将处理所有经由eth0以外的接口进入的数据包
  • 如果出现-i eth+，那么将处理所有经由eth开头的接口进入的数据包
  • 还可以使用–in-interface参数
-o 输出（out interface）
  • -o代表”output interface”
  • -o指定了数据包由哪个接口输出
  • 这些数据包即将进入FORWARD, OUTPUT, POSTROUTING链
  • 如果不指定-o选项，那么系统上的所有接口都可以作为输出接口
  • 如果出现! -o eth0，那么将从eth0以外的接口输出
  • 如果出现-i eth+，那么将仅从eth开头的接口输出
  • 还可以使用–out-interface参数
3.描述规则的扩展参数
对规则有了一个基本描述之后，有时候我们还希望指定端口、TCP标志、ICMP类型等内容。
–sport 源端口（source port）针对 -p tcp 或者 -p udp
  • 缺省情况下，将匹配所有端口
  • 可以指定端口号或者端口名称，例如”–sport 22″与”–sport ssh”。
  • /etc/services文件描述了上述映射关系。
  • 从性能上讲，使用端口号更好
  • 使用冒号可以匹配端口范围，如”–sport 22:100″
  • 还可以使用”–source-port”
–-dport 目的端口（destination port）针对-p tcp 或者 -p udp
  • 参数和–sport类似
  • 还可以使用”–destination-port”
-–tcp-flags TCP标志 针对-p tcp
  • 可以指定由逗号分隔的多个参数
  • 有效值可以是：SYN, ACK, FIN, RST, URG, PSH
  • 可以使用ALL或者NONE
-–icmp-type ICMP类型 针对-p icmp
  • –icmp-type 0 表示Echo Reply
  • –icmp-type 8 表示Echo
4.追加规则的完整实例：仅允许SSH服务
本例实现的规则将仅允许SSH数据包通过本地计算机，其他一切连接（包括ping）都将被拒绝。
# 1.清空所有iptables规则
iptables -F 

# 2.接收目标端口为22的数据包
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 22 -j ACCEPT

# 3.拒绝所有其他数据包
iptables -A INPUT -j DROP

六、更改默认策略
上例的例子仅对接收的数据包过滤，而对于要发送出去的数据包却没有任何限制。本节主要介绍如何更改链策略，以改变链的行为。
1. 默认链策略
/!\警告：请勿在远程连接的服务器、虚拟机上测试！
当我们使用-L选项验证当前规则是发现，所有的链旁边都有 policy ACCEPT标注，这表明当前链的默认策略为ACCEPT：
# iptables -L
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination
ACCEPT    tcp  –  anywhere            anywhere            tcp dpt:ssh
DROP      all  –  anywhere            anywhere 

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target    prot opt source              destination

这种情况下，如果没有明确添加DROP规则，那么默认情况下将采用ACCEPT策略进行过滤。除非：
a)为以上三个链单独添加DROP规则：
iptables -A INPUT -j DROP
iptables -A OUTPUT -j DROP
iptables -A FORWARD -j DROP
b)更改默认策略：
iptables -P INPUT DROP
iptables -P OUTPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
糟糕！！如果你严格按照上一节的例子配置了iptables，并且现在使用的是SSH进行连接的，那么会话恐怕已经被迫终止了！
为什么呢？因为我们已经把OUTPUT链策略更改为DROP了。此时虽然服务器能接收数据，但是无法发送数据：
# iptables -L
Chain INPUT  (policy DROP)
target    prot opt source              destination
ACCEPT    tcp  –  anywhere            anywhere            tcp dpt:ssh
DROP      all  –  anywhere            anywhere 

Chain FORWARD (policy DROP)
target    prot opt source              destination

Chain OUTPUT (policy DROP)
target    prot opt source              destination

七、配置应用程序规则
尽管5.4节已经介绍了如何初步限制除SSH以外的其他连接，但是那是在链默认策略为ACCEPT的情况下实现的，并且没有对输出数据包进行限制。本节在 上一节基础上，以SSH和HTTP所使用的端口为例，教大家如何在默认链策略为DROP的情况下，进行防火墙设置。在这里，我们将引进一种新的参数-m state，并检查数据包的状态字段。
1.SSH
# 1.允许接收远程主机的SSH请求
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 22 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT 

# 2.允许发送本地主机的SSH响应
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –sport 22 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT

  • -m state: 启用状态匹配模块（state matching module）
  • –-state: 状态匹配模块的参数。当SSH客户端第一个数据包到达服务器时，状态字段为NEW；建立连接后数据包的状态字段都是ESTABLISHED
  • –sport 22: sshd监听22端口，同时也通过该端口和客户端建立连接、传送数据。因此对于SSH服务器而言，源端口就是22
  • –dport 22: ssh客户端程序可以从本机的随机端口与SSH服务器的22端口建立连接。因此对于SSH客户端而言，目的端口就是22
如果服务器也需要使用SSH连接其他远程主机，则还需要增加以下配置：
# 1.送出的数据包目的端口为22
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –dport 22 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT 

# 2.接收的数据包源端口为22
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –sport 22 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT

2.HTTP
HTTP的配置与SSH类似：
# 1.允许接收远程主机的HTTP请求
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 80 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT 

# 1.允许发送本地主机的HTTP响应
iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –sport 80 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT

3.完整的配置
# 1.删除现有规则
iptables -F 

# 2.配置默认链策略
iptables -P INPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
iptables -P OUTPUT DROP

# 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

# 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

# 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

References
[6] man 8 iptables