iptables詳解



iptables詳解

2012-07-18 20:10:08

分類： LINUX

一：前言

防火牆，其實說白了講，就是用于實作Linux下通路控制的功能的，它分為硬體的或者軟體的防火牆兩種。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，這就是防火牆的政策，規則，以達到讓它對出入網絡的IP、資料進行檢測。

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。

對于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位址和目标位址進行檢測。但是對于七層的防火牆，不管你源端口或者目标端口，源位址或者目标位址是什麼，都将對你所有的東西進行檢查。是以，對于設計原理來講，七層防火牆更加安全，但是這卻帶來了效率更低。是以市面上通常的防火牆方案，都是兩者結合的。而又由于我們都需要從防火牆所控制的這個口來通路，是以防火牆的工作效率就成了使用者能夠通路資料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 的曆史以及工作原理

1.iptables的發展:

iptables的前身叫ipfirewall （核心1.x時代）,這是一個作者從freeBSD上移植過來的，能夠工作在核心當中的，對資料包進行檢測的一款簡易通路控制工具。但是ipfirewall工作功能極其有限(它需要将所有的規則都放進核心當中，這樣規則才能夠運作起來，而放進核心，這個做法一般是極其困難的)。當核心發展到2.x系列的時候，軟體更名為ipchains，它可以定義多條規則，将他們串起來，共同發揮作用，而現在，它叫做iptables，可以将規則組成一個清單，實作絕對詳細的通路控制功能。

他們都是工作在使用者空間中，定義規則的工具，本身并不算是防火牆。它們定義的規則，可以讓在核心空間當中的netfilter來讀取，并且實作讓防火牆工作。而放入核心的地方必須要是特定的位置，必須是tcp/ip的協定棧經過的地方。而這個tcp/ip協定棧必須經過的地方，可以實作讀取規則的地方就叫做 netfilter.(網絡過濾器)

    作者一共在核心空間中選擇了5個位置，

    1.核心空間中：從一個網絡接口進來，到另一個網絡接口去的

    2.資料包從核心流入使用者空間的

    3.資料包從使用者空間流出的

    4.進入/離開本機的外網接口

    5.進入/離開本機的内網接口

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将路徑徹底封鎖了，但是為什麼已經在進出的口設定了關卡之後還要在内部卡呢？ 由于資料包尚未進行路由決策，還不知道資料要走向哪裡，是以在進出口是沒辦法實作資料過濾的。是以要在核心空間裡設定轉發的關卡，進入使用者空間的關卡，從使用者空間出去的關卡。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，目标位址轉換必須在路由之前轉換。是以我們必須在外網而後内網的接口處進行設定關卡。

這五個位置也被稱為五個鈎子函數（hook functions）,也叫五個規則鍊。

1.PREROUTING (路由前)

2.INPUT (資料包流入口)

3.FORWARD (轉發管卡)

4.OUTPUT(資料包出口)

5.POSTROUTING（路由後）

        這是NetFilter規定的五個規則鍊，任何一個資料包，隻要經過本機，必将經過這五個鍊中的其中一個鍊。       

3.防火牆的政策

防火牆政策一般分為兩種，一種叫“通”政策，一種叫“堵”政策，通政策，預設門是關着的，必須要定義誰能進。堵政策則是，大門是洞開的，但是你必須有身份認證，否則不能進。是以我們要定義，讓進來的進來，讓出去的出去，是以通，是要全通，而堵，則是要選擇。當我們定義的政策的時候，要分别定義多條功能，其中：定義資料包中允許或者不允許的政策，filter過濾的功能，而定義位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 定義位址轉換的 

                3.mangle功能:修改封包原資料

我們修改封包原資料就是來修改TTL的。能夠實作将資料包的中繼資料拆開，在裡面做标記/修改内容的。而防火牆标記，其實就是靠mangle來實作的。

小擴充:

對于filter來講一般隻能做在3個鍊上：INPUT ，FORWARD ，OUTPUT

對于nat來講一般也隻能做在3個鍊上：PREROUTING ，OUTPUT ，POSTROUTING

而mangle則是5個鍊都可以做：PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT，POSTROUTING

iptables/netfilter（這款軟體）是工作在使用者空間的，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，則将規則直接生效，停止，則将規則撤銷。 

iptables還支援自己定義鍊。但是自己定義的鍊，必須是跟某種特定的鍊關聯起來的。在一個關卡設定，指定當有資料的時候專門去找某個特定的鍊來處理，當那個鍊處理完之後，再傳回。接着在特定的鍊中繼續檢查。

注意：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．規則的寫法:

iptables定義規則的方式比較複雜:

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鍊上操作的，當定義政策的時候，是可以省略的

CRETIRIA:指定比對标準

-j ACTION :指定如何進行處理

比如：不允許172.16.0.0/24的進行通路。

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

當然你如果想拒絕的更徹底：

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

iptables -L -n -v

#檢視定義規則的詳細資訊

四：詳解COMMAND:

1.鍊管理指令（這都是立即生效的）

-P :設定預設政策的（設定預設門是關着的還是開着的）

預設政策一般隻有兩種

iptables -P INPUT (DROP|ACCEPT)  預設是關的/預設是開的

比如：

iptables -P INPUT DROP 這就把預設規則給拒絕了。并且沒有定義哪個動作，是以關于外界連接配接的所有規則包括Xshell連接配接之類的，遠端連接配接都被拒絕了。

        -F: FLASH，清空規則鍊的(注意每個鍊的管理權限)

    iptables -t nat -F PREROUTING

    iptables -t nat -F 清空nat表的所有鍊

        -N:NEW 支援使用者建立一個鍊

            iptables -N inbound_tcp_web 表示附在tcp表上用于檢查web的。

        -X: 用于删除使用者自定義的空鍊

            使用方法跟-N相同，但是在删除之前必須要将裡面的鍊給清空昂了

        -E：用來Rename chain主要是用來給使用者自定義的鍊重命名

            -E oldname newname

         -Z：清空鍊，及鍊中預設規則的計數器的（有兩個計數器，被比對到多少個資料包，多少個位元組）

            iptables -Z :清空

2.規則管理指令

         -A：追加，在目前鍊的最後新增一個規則

         -I num : 插入，把目前規則插入為第幾條。

            -I 3 :插入為第三條

         -R num：Replays替換/修改第幾條規則

            格式：iptables -R 3 …………

         -D num：删除，明确指定删除第幾條規則

3.檢視管理指令 “-L”

附加子指令

-n：以數字的方式顯示ip，它會将ip直接顯示出來，如果不加-n，則會将ip反向解析成主機名。

-v：顯示詳細資訊

-vv

-vvv :越多越詳細

-x：在計數器上顯示精确值，不做機關換算

--line-numbers : 顯示規則的行号

-t nat：顯示所有的關卡的資訊

五：詳解比對标準

1.通用比對：源位址目标位址的比對

-s：指定作為源位址比對，這裡不能指定主機名稱，必須是IP

IP | IP/MASK | 0.0.0.0/0.0.0.0

而且位址可以取反，加一個“!”表示除了哪個IP之外

-d：表示比對目标位址

-p：用于比對協定的（這裡的協定通常有3種，TCP/UDP/ICMP）

-i eth0：從這塊網卡流入的資料

流入一般用在INPUT和PREROUTING上

-o eth0：從這塊網卡流出的資料

流出一般在OUTPUT和POSTROUTING上

2.擴充比對

2.1隐含擴充：對協定的擴充

    -p tcp :TCP協定的擴充。一般有三種擴充

--dport XX-XX：指定目标端口,不能指定多個非連續端口,隻能指定單個端口，比如

--dport 21  或者 --dport 21-23 (此時表示21,22,23)

--sport：指定源端口

--tcp-fiags：TCP的标志位（SYN,ACK，FIN,PSH，RST,URG）

    對于它，一般要跟兩個參數：

1.檢查的标志位

2.必須為1的标志位

--tcpflags syn,ack,fin,rst syn   =    --syn

表示檢查這4個位，這4個位中syn必須為1，其他的必須為0。是以這個意思就是用于檢測三次握手的第一次包的。對于這種專門比對第一包的SYN為1的包，還有一種簡寫方式，叫做--syn

    -p udp：UDP協定的擴充

        --dport

        --sport

    -p icmp：icmp資料封包的擴充

        --icmp-type：

echo-request(請求回顯)，一般用8 來表示

是以 --icmp-type 8 比對請求回顯資料包

echo-reply （響應的資料包）一般用0來表示

2.2顯式擴充（-m）

     擴充各種子產品

      -m multiport：表示啟用多端口擴充

      之後我們就可以啟用比如 --dports 21,23,80

六：詳解-j ACTION

常用的ACTION：

DROP：悄悄丢棄

一般我們多用DROP來隐藏我們的身份，以及隐藏我們的連結清單

REJECT：明示拒絕

ACCEPT：接受

custom_chain：轉向一個自定義的鍊

DNAT

SNAT

MASQUERADE：源位址僞裝

REDIRECT：重定向：主要用于實作端口重定向

MARK：打防火牆标記的

RETURN：傳回

在自定義鍊執行完畢後使用傳回，來傳回原規則鍊。

練習題1：

     隻要是來自于172.16.0.0/16網段的都允許通路我本機的172.16.100.1的SSHD服務

     分析：首先肯定是在允許表中定義的。因為不需要做NAT位址轉換之類的，然後檢視我們SSHD服務，在22号端口上，處理機制是接受，對于這個表，需要有一來一回兩個規則，如果我們允許也好，拒絕也好，對于通路本機服務，我們最好是定義在INPUT鍊上，而OUTPUT再予以定義就好。(會話的初始端先定義)，是以加規則就是：

     定義進來的： iptables -t filter -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.1 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

     定義出去的： iptables -t filter -A OUTPUT -s 172.16.100.1 -d 172.16.0.0/16 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

     将預設政策改成DROP:

 iptables -P INPUT DROP

 iptables -P OUTPUT DROP

 iptables -P FORWARD DROP

七：狀态檢測：

是一種顯式擴充，用于檢測會話之間的連接配接關系的，有了檢測我們可以實作會話間功能的擴充

        什麼是狀态檢測？對于整個TCP協定來講，它是一個有連接配接的協定，三次握手中，第一次握手，我們就叫NEW連接配接，而從第二次握手以後的，ack都為1，這是正常的資料傳輸，和tcp的第二次第三次握手，叫做已建立的連接配接（ESTABLISHED）,還有一種狀态，比較詭異的，比如：SYN=1 ACK=1 RST=1,對于這種我們無法識别的，我們都稱之為INVALID無法識别的。還有第四種，FTP這種古老的擁有的特征，每個端口都是獨立的，21号和20号端口都是一去一回，他們之間是有關系的，這種關系我們稱之為RELATED。

是以我們的狀态一共有四種：

        NEW

        ESTABLISHED

        RELATED

        INVALID

是以我們對于剛才的練習題，可以增加狀态檢測。比如進來的隻允許狀态為NEW和ESTABLISHED的進來，出去隻允許ESTABLISHED的狀态出去，這就可以将比較常見的反彈式木馬有很好的控制機制。

對于練習題的擴充：

進來的拒絕出去的允許，進來的隻允許ESTABLISHED進來，出去隻允許ESTABLISHED出去。預設規則都使用拒絕

iptables -L -n --line-number  ：檢視之前的規則位于第幾行

    改寫INPUT

        iptables -R INPUT 2 -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.1 -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

        iptables -R OUTPUT 1 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

    此時如果想再放行一個80端口如何放行呢？

        iptables -A INPUT -d 172.16.100.1 -p tcp --dport 80 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

        iptables -R INPUT 1 -d 172.16.100.1 -p udp --dport 53 -j ACCEPT

練習題2：

假如我們允許自己ping别人，但是别人ping自己ping不通如何實作呢？

分析：對于ping這個協定，進來的為8（ping），出去的為0(響應).我們為了達到目的，需要8出去,允許0進來

在出去的端口上：iptables -A OUTPUT -p icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT

在進來的端口上：iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT

小擴充：對于127.0.0.1比較特殊，我們需要明确定義它

iptables -A INPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -j ACCEPT

iptables -A OUTPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -j ACCEPT

八：SNAT和DNAT的實作

由于我們現在IP位址十分緊俏，已經配置設定完了，這就導緻我們必須要進行位址轉換，來節約我們僅剩的一點IP資源。那麼通過iptables如何實作NAT的位址轉換呢？

1.SNAT基于原位址的轉換

基于原位址的轉換一般用在我們的許多内網使用者通過一個外網的口上網的時候，這時我們将我們内網的位址轉換為一個外網的IP，我們就可以實作連接配接其他外網IP的功能。

是以我們在iptables中就要定義到底如何轉換：

定義的樣式：

比如我們現在要将所有192.168.10.0網段的IP在經過的時候全都轉換成172.16.100.1這個假設出來的外網位址：

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.10.0/24 -j SNAT --to-source 172.16.100.1

這樣，隻要是來自本地網絡的試圖通過網卡通路網絡的，都會被統統轉換成172.16.100.1這個IP.

那麼，如果172.16.100.1不是固定的怎麼辦？

我們都知道當我們使用聯通或者電信上網的時候，一般它都會在每次你開機的時候随機生成一個外網的IP，意思就是外網位址是動态變換的。這時我們就要将外網位址換成 MASQUERADE(動态僞裝):它可以實作自動尋找到外網位址，而自動将其改為正确的外網位址。是以，我們就需要這樣設定：

         iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.10.0/24 -j MASQUERADE

         這裡要注意：位址僞裝并不适用于所有的地方。

2.DNAT目标位址轉換

對于目标位址轉換，資料流向是從外向内的，外面的是用戶端，裡面的是伺服器端通過目标位址轉換，我們可以讓外面的ip通過我們對外的外網ip來通路我們伺服器不同的伺服器，而我們的服務卻放在内網伺服器的不同的伺服器上。

    如何做目标位址轉換呢？：

iptables -t nat -A PREROUTING -d 192.168.10.18 -p tcp --dport 80 -j DNAT --todestination 172.16.100.2

        目标位址轉換要做在到達網卡之前進行轉換,是以要做在PREROUTING這個位置上

九：控制規則的存放以及開啟

注意：你所定義的所有内容，當你重新開機的時候都會失效，要想我們能夠生效，需要使用一個指令将它儲存起來

1.service iptables save 指令

它會儲存在/etc/sysconfig/iptables這個檔案中

    2.iptables-save 指令

iptables-save > /etc/sysconfig/iptables

    3.iptables-restore 指令

開機的時候，它會自動加載/etc/sysconfig/iptabels

如果開機不能加載或者沒有加載，而你想讓一個自己寫的配置檔案（假設為iptables.2）手動生效的話：

iptables-restore < /etc/sysconfig/iptables.2

則完成了将iptables中定義的規則手動生效

十：總結

         Iptables是一個非常重要的工具，它是每一個防火牆上幾乎必備的設定，也是我們在做大型網絡的時候，為了很多原因而必須要設定的。學好Iptables,可以讓我們對整個網絡的結構有一個比較深刻的了解，同時，我們還能夠将核心空間中資料的走向以及linux的安全給掌握的非常透徹。我們在學習的時候，盡量能結合着各種各樣的項目，實驗來完成，這樣對你加深iptables的配置，以及各種技巧有非常大的幫助。

附加iptables比較好的文章：

netfilter/iptables全攻略