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用Iptables實現Linux的防火牆功能

日期:2017/2/28 16:08:02   编辑:Linux教程

一:前言

防火牆,其實說白了講,就是用於實現Linux下訪問控制的功能的,它分為硬件的或者軟件的防火牆兩種。無論是在哪個網絡中,防火牆工作的地方一定是在一網絡的邊緣。而我們的任務就是需要去定義到底防火牆如何工作,這就是防火牆的策略,規則,以達到讓它對出入網絡的IP、數據進行檢測。

目前市面上比較常見的有3、4層的防火牆,叫網絡層的防火牆,還有7層的防火牆,其實是代理層的網關。

對於TCP/IP的七層模型來講,我們知道第三層是網絡層,三層的防火牆會在這層對源地址和目標地址進行檢測。但是對於七層的防火牆,不管你源端口或者目標端口,源地址或者目標地址是什麼,都將對你所有的東西進行檢查。所以,對於設計原理來講,七層防火牆更加安全,但是這卻帶來了效率更低。所以市面上通常的防火牆方案,都是兩者結合的。而又由於我們都需要從防火牆所控制的這個口來訪問,所以防火牆的工作效率就成了用戶能夠訪問數據多少的一個最重要的控制,配置的不好甚至有可能成為流量的瓶頸。

二:iptables 的歷史以及工作原理

1.iptables的發展

iptables的前身叫ipfirewall (內核1.x時代),這是一個作者從freeBSD上移植過來的,能夠工作在內核當中的,對數據包進行檢測的一款簡易訪問控制工具。但是ipfirewall工作功能極其有限(它需要將所有的規則都放進內核當中,這樣規則才能夠運行起來,而放進內核,這個做法一般是極其困難的)。當內核發展到2.x系列的時候,軟件更名為ipchains,它可以定義多條規則,將他們串起來,共同發揮作用,而現在,它叫做iptables,可以將規則組成一個列表,實現絕對詳細的訪問控制功能。

他們都是工作在用戶空間中,定義規則的工具,本身並不算是防火牆。它們定義的規則,可以讓在內核空間當中的netfilter來讀取,並且實現讓防火牆工作。而放入內核的地方必須要是特定的位置,必須是tcp/ip的協議棧經過的地方。而這個tcp/ip協議棧必須經過的地方,可以實現讀取規則的地方就叫做 netfilter.(網絡過濾器)

作者一共在內核空間中選擇了5個位置,

1.內核空間中:從一個網絡接口進來,到另一個網絡接口去的

2.數據包從內核流入用戶空間的

3.數據包從用戶控件流出的

4.進入/離開本機的外網接口

5.進入/離開本機的內網接口

2.iptables的工作機制

從上面的發展我們知道了作者選擇了5個位置,來作為控制的地方,但是你有沒有發現,其實前三個位置已經基本上能將路徑徹底封鎖了,但是為什麼已經在進出的口設置了關卡之後還要在內部卡呢?

由於數據包尚未進行路由決策,還不知道數據要走向哪裡,所以在進出口是沒辦法實現數據過濾的。所以要在內核空間裡設置 轉發的關卡,進入用戶空間的關卡,從用戶空間出去的關卡。那麼,既然他們沒什麼用,那我們為什麼還要放置他們呢?因為我們在做NAT和DNAT的時候,目標地址轉換必須在路由之前轉換。所以我們必須在外網而後內網的接口處進行設置關卡。

這五個位置也被稱為五個鉤子函數(hook functions),也叫五個規則鏈。

1.PREROUTING (路由前)

2.INPUT (數據包流入口)

3.FORWARD (轉發管卡)

4.OUTPUT(數據包出口)

5.POSTROUTING(路由後)

這是NetFilter規定的五個規則鏈,任何一個數據包,只要經過本機,必將經過這五個鏈中的其中一個鏈。

3.防火牆的策略

防火牆策略一般分為兩種,一種叫“通”策略,一種叫“堵”策略,通策略,默認門是關著的,必須要定義誰能進。堵策略則是,大門是洞開的,但是你必須有身份認證,否則不能進。所以我們要定義,讓進來的進來,讓出去的出去,所以通,是要全通,而堵,則是要選擇。

當我們定義的策略的時候,要分別定義多條功能,其中:定義數據包中允許或者不允許的策略,filter過濾的功能,而定義地址轉換的功能的則是 nat選項。為了讓這些功能交替工作,我們制定出了“表”這個定義,來定義、區分各種不同的工作功能和處理方式。

我們現在用的比較多個功能有3個:

1.filter 定義允許或者不允許的

2.nat 定義地址轉換的

3.mangle功能:修改報文原數據

我們修改報文原數據就是來修改TTL的。能夠實現將數據包的元數據拆開,在裡面做標記/修改內容的。而防火牆標記,其實就是靠mangle來實現的。

小擴展

對於filter來講一般只能做在3個鏈上:

INPUT ,FORWARD ,OUTPUT

對於nat來講一般也只能做在3個鏈上:

PREROUTING ,OUTPUT ,POSTROUTING

而mangle則是5個鏈都可以做:

PREROUTING,INPUT,FORWARD,OUTPUT,POSTROUTING

iptables /netfilter(這款軟件)是工作在用戶空間的,它可以讓規則進行生效的,本身不是一種服務,而且規則是立即生效的。而我們iptables現在被做成了一個服務,可以進行啟動,停止的。啟動,則將規則直接生效,停止,則將規則撤銷。

iptables還支持自己定義鏈。但是自己定義的鏈,必須是跟某種特定的鏈關聯起來的。在一個關卡設定,指定當有數據的時候專門去找某個特定的鏈來處理,當那個鏈處理完之後,再返回。接著在特定的鏈中繼續檢查。

規則的次序非常關鍵,誰的規則越嚴格,應該放的越靠前,而檢查規則的時候,是按照從上往下的方式進行檢查的。

三.如何寫規則呢?

iptables定義規則的方式比較復雜

格式:iptables [-t table] COMMAND chain CRETIRIA -j ACTION

-t table :3個filter nat mangle

COMMAND:定義如何對規則進行管理

chain:指定你接下來的規則到底是在哪個鏈上操作的,當定義策略的時候,是可以省略的

CRETIRIA:指定匹配標准

-j ACTION :指定如何進行處理

比如:不允許172.16.0.0/24的進行訪問。

iptables -t filter -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -p udp --dport 53 -j DROP

當然你如過想拒絕的更徹底:

iptables -t filter -R INPUT 1 -s 172.16.0.0/16 -p udp --dport 53 -j REJECT

iptables -L -n -v查看定義規則的詳細信息

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