Linux系统的防火墙功能是由内核实现的

2.0 版内核中，包过滤机制是ipfw，管理工具是ipfwadm
2.2 版内核中，包过滤机制是ipchain，管理工具是ipchains
2.4 版及以后的内核中，包过滤机制是netfilter，管理工具是iptables
3.10版内核中，包过滤机制是firewalld，管理工具是firewall-cmd
- “firewall-cmd”命令其实还是在调用iptables，因此我们有必要先了解一下iptables

不同内核的发行版Linux，防火墙也不同

CentOS 5.X ~ 6.X，内核是2.4 ~ 2.6，是netfilter
CentOS 7.X，内核为3.10，是firewalld

netfilter

位于Linux内核中的包过滤功能体系
称为Linux防火墙的“内核态”

iptables

位于/sbin/iptables，用来管理防火墙规则的工具
称为Linux防火墙的“用户态”
iptables的四表五链规则
- 规则写在链中，链包含在表中
- 规则表，容纳各种规则链，实现防火墙的不同功能
  - raw表：确定是否对该数据包进行状态跟踪
  - mangle表：为数据包设置标记
  - nat表：修改数据包中的源、目标IP地址或端口
  - filter表：确定是否放行该数据包（过滤）
- 规则链，容纳各种防火墙规则，决定处理数据包的不同时机
  - INPUT：处理入站数据包
  - OUTPUT：处理出站数据包
  - FORWARD：处理转发数据包
  - POSTROUTING：在进行路由选择后处理数据包
  - PREROUTING：在进行路由选择前处理数据包
- 结构示意图:
  - ![](https:- ws1.sinaimg.cn/large/006nFhrCgy1fu7v4yjfamj30mp0c8tf0.jpg)
- 规则表之间的顺序
  - Raw → mangle → nat → filter
- 规则链之间的顺序
  - 入站：PREROUTING → INPUT
    - 入站的目的地是明确的，即当前主机。
  - 出站：OUTPUT → POSTROUTING
    - 出站的源地址是明确的，即当前主机。
  - 转发：PREROUTING → FORWARD → POSTROUTING
    - 当防火墙实现路由转发功能时，即数据流穿越防火墙时，为转发。
- 规则链内的匹配顺序
  - 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
  - 匹配规则示意图:
    - ![](https:- ws1.sinaimg.cn/large/006nFhrCgy1fu7vhq099ij30ng0aptfy.jpg)
实验环境
- 在虚拟机设置中启用两块网卡eth1(NAT)和eth2(仅主机)
- 配置ip地址
  - 防火墙端
    - vi /etc/udev/70-persistent-net.rules
      - 复制eth1和eth2的mac地址
    - vi /etc/sysconfig/network-scrpts/ifcfg-eth1
      - 用于连接外网
      - 粘贴eth1的mac地址
      - static协议
      - IPADDR=172.16.8.100
      - MASKNET=255.255.255.0
      - GATEWAY=172.16.8.2 //这个应该是宿主机的IP或网关
      - DNS1=114.114.114.114
    - vi /etc/sysconfig/network-scrpts/ifcfg-eth2
      - 用于连接内网
      - 粘贴eth2的mac地址
      - static协议
      - IPADDR=192.168.11.11
      - MASKNET=255.255.255.0
      - 无网关和DNS
    - vi /etc/sysconfig/network
      - 修改主机名：www.test.com
    - vi /etc/hosts
      - 172.16.8.100 test www.test.com
    - reboot
  - 客户端(用于后面的NAT转发)
    - 仅主机模式
    - IP:192.168.11.3
    - 默认网关地址：:192.168.11.11
iptables的语法构成
- iptables [-t 表名] 选项 [链名] [条件] [-j 控制类型]
  - 数据包的常见控制类型
    - ACCEPT：允许通过
    - DROP：直接丢弃，不给出任何回应
    - REJECT：拒绝通过，必要时会给出提示
    - LOG：记录日志信息，然后传给下一条规则继续匹配
  - 注意事项
    - 不指定表名时，默认指filter表
    - 不指定链名时，默认指表内的所有链
    - 除非设置链的默认策略，否则必须指定匹配条件
    - 选项、链名、控制类型使用大写字母，其余均为小写
- 命令实例
  1. 添加新的规则
    - -A：在链的末尾追加一条规则
    - -I：在链的开头（或指定序号）插入一条规则
    - 在Filter表INPUT链中追加一条允许TCP协议通过的规则
      - iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT
    - 在Filter表INPUT链中插入一条允许UDP协议通过的规则
      - iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT
    - 在Filter表INPUT链第2条位置插入一条允许ICMP协议通过的规则
      - iptables -I INPUT 2 -p icmp -j ACCEPT
  2. 查看规则列表
    - -L：列出所有的规则条目
    - -n：以数字形式显示地址、端口等信息
    - -v：以更详细的方式显示规则信息
    - --line-numbers：查看规则时，显示规则的序号
    - iptables -n -L INPUT
      - 以数字形式查看Filter表INPUT链规则；-n与-L，也可以合写为-nL
    - iptables -L INPUT --line-numbers
      - 查看Filter表INPUT链规则，并显示规则序号
  3. 删除、清空规则
    - -D：删除链内指定序号（或内容）的一条规则
    - -F：清空所有的规则
    - 删除Filter表INPUT链中第3条规则
      - iptables -D INPUT 3
    - 清空规则表
      - iptables -F
      - iptables -t nat -F
      - iptables -t mangle -F
      - iptables -t raw -F
  4. 设置默认策略
    - -P：为指定的链设置默认规则
    - 默认策略只能是DROP或ACCEPT，2选1
    - 设置Filter表中FORWARD规则链的默认策略为DROP
      - iptables -t filter -P FORWARD DROP
    - 设置Filter表中OUTPUT规则链的默认策略为ACCEPT
      - iptables -P OUTPUT ACCEPT
规则的匹配条件
- 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
  - 接口匹配：-i 入站网卡、-o 出站网卡
- 隐含匹配，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
  - TCP标记匹配：--tcp-flags 检查范围被设置的标记
  - ICMP类型匹配：--icmp-type ICMP类型
- 显式匹配，要求以“-m 扩展模块”的形式明确指出类型；包括多端口、MAC地址、IP范围、数据包状态等条件。
  - 多端口匹配：-m multiport --sports(dports)，源（目的）端口列表
  - IP范围匹配：-m iprange --src-range，IP范围
  - MAC地址匹配:-m mac --mac-source，MAC地址
  - 状态匹配：-m state --state，连接状态
- 通用匹配应用
  - iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
  - iptables -A FORWARD -p ! icmp -j ACCEPT
    - “!”号表示取反，版本差异，不同版本的Linux命令写法会有出入
  - iptables -A FORWARD -s 192.168.1.11 -j REJECT
    - 拒绝来自192.168.1.11的连接
  - iptables -I INPUT -s 10.20.30.0/24 -j DROP
  - iptables -A INPUT -i eth1 -s 192.168.0.0/16 -j DROP
    - 指定从eth1网卡进入的源地址为192.168.0.0/16统统pass
  - iptables -A INPUT -i eth1 -s 10.0.0.0/8 -j DROP
  - iptables -A INPUT -i eth1 -s 172.16.0.0/12 -j DROP
- 隐含匹配应用
  - iptables -A FORWARD -s 192.168.4.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT
    - 允许该网段进行dns查询
  - iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
  - iptables -I INPUT -i eth1 -p tcp --tcp-flags SYN,RST,ACK SYN -j DROP
    - 拒绝带以上标记的TCP包
  - iptables -I INPUT -i eth1 -p tcp --tcp-flags ! --syn -j ACCEPT
    - 不带SYN标记的统统接收
  - iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP
    - 不允许来自别人的ping
  - iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT
  - iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 3 -j ACCEPT
  - iptables -A INPUT -p icmp -j DROP
    - ICMP协议类型8为请求，类型3为不可达，类型0为回显。
- 显式匹配应用
  - iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dports 25,80,110,143 -j ACCEPT
  - iptables -A FORWARD -p tcp -m iprange --src-range 192.168.4.21-192.168.4.28 -j ACCEPT
  - iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:0c:29:c0:55:3f -j DROP
  - iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dports 80 -j ACCEPT
  - iptables -I INPUT -p tcp -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
    - ESTABLISHED，表示已建立的链接，两台机器正在通信。
    - RELATED，表示分组要发起一个新的连接，但是这个连接和一个现有的连接有关，例如：FTP的数据传输连接和控制连接之间就是RELATED关系。

iptables实现NAT功能

SNAT，源地址转换，即实现内网主机穿过防火墙访问互联网。
- 局域网各主机正确设置IP地址/子网掩码
  - 仅主机模式
  - IP:192.168.11.3
  - 默认网关地址：:192.168.11.11
- Linux网关需要支持IP路由转发
  - iptables -F
  - echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
    - 或通过vi /etc/sysctl.conf编辑
  - sysctl -p 查看当前状态
  - 至此该Linux开启了路由转发功能
- 编写SNAT转换规则
  - iptables -t nat -D POSTROUTING 1
  - iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.11.0/24 -o eth1 -j SNAT --to-source 172.16.8.100
    - POSTROUTING：路由选择后处理。
    - -s X.X.X.X/X：内网源地址。
    - -o eth1：外网接口。
    - --to-source X.X.X.X：外网接口地址，转换后的新的源地址。
- MASQUERADE —— 地址伪装
  - 适用于外网IP地址非固定的情况，如ADSL拨号上网(eth1网卡IP变化)
  - iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.11.0/24 -o eth1 -j MASQUERADE
DNAT，修改数据包的目标地址或端口号
- 实现内网服务器通过防火墙发布到互联网
- 局域网的Web服务器能够访问Internet
- 网关的外网IP地址有正确的DNS解析记录
- Linux网关支持IP路由转发
  - echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
- 编写DNAT转换规则
  - iptables -t nat -A PREROUTING -i eth1 -d 172.16.8.100 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.11.10
    - PREROUTING：DNAT使用PREROUTING链,路由选择前处理
    - -i eth1：外网接口。
    - -d X.X.X.X/X：公网目标地址，来自互联网的访问目标。
    - --to-destination X.X.X.X：内网IP地址，内网要发布的服务器。
      - 可以使用XAMPP自动部署web环境
      - 默认是80端口,其它端口的转发需要指定
      - 在浏览器输入172.16.8.100测试
- 在DNAT规则中以“IP:Port”的形式指定目标地址与端口
  - iptables -t nat -A PREROUTING -i eth1 -d 172.16.8.100 -p tcp --dport 2346 -j DNAT --to-destination 192.168.11.10:22

iptables系统服务与脚本

脚本位置：/etc/init.d/iptables
规则文件位置：/etc/sysconfig/iptables
- service iptables start|restart|stop|save…

配置防火墙脚本

编写防火墙脚本→开机时自动执行该脚本

脚本执行指令写入/etc/rc.d/rc.local

vim ipfw.sh

#!/bin/bash
WAN_IF="eth1"
WAN_IP="172.16.8.100"
LAN_IF="eth2"
LAN_IP="192.168.11.11"
LAN_NET="192.168.11.0/24"
LAN_WWW_IP="192.168.11.10"
IPT="/sbin/iptables"
MOD="/sbin/modprobe"
CTL="/sbin/sysctl"

加载必要的系统模块,在ipfw.sh中追加

$MOD ip_tables
$MOD ip_conntrack
$MOD ipt_REJECT
$MOD ipt_LOG
$MOD ipt_iprange
$MOD xt_tcpudp
$MOD xt_state
$MOD xt_multiport
$MOD xt_mac
$MOD ip_nat_ftp
$MOD ip_conntrack_ftp

调整/proc参数, Linux内核控制及调优,在ipfw.sh中追加

$CTL -w net.ipv4.ip_forward=1
$CTL -w net.ipv4.ip_default_ttl=128
$CTL -w net.ipv4.icmp_echo_ignore_all=1
$CTL -w net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts=1
$CTL -w net.ipv4.tcp_syncookies=1
$CTL -w net.ipv4.tcp_syn_retries=3
$CTL -w net.ipv4.tcp_synack_retries=3
$CTL -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=60
$CTL -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=3200

具体的防火墙规则,在ipfw.sh中追加

按表、链分别设置规则，包括默认策略

$IPT -t filter -X
$IPT -t nat -X
$IPT -t filter -F
$IPT -t nat -F
$IPT -P INPUT DROP
$IPT -P FORWARD DROP
$IPT -P OUTPUT ACCEPT
$IPT -t nat -A POSTROUTING -s $LAN_NET -o $WAN_IF -j SNAT --to-source
$WAN_IP
$IPT -t nat -A PREROUTING -i $WAN_IF -d $WAN_IP -p tcp --dport 80 -j
DNAT --to-destination $LAN_WWW_IP

使用IP地址黑、白名单

建立IP地址列表文件

黑名单、白名单分开保存
每行一个IP地址，或网段地址

vim /opt/ipfw.w
    192.168.11.0/24
    220.121.72.85
……
vim /opt/ipfw.b
    218.29.30.131
    61.45.135.29
    121.113.79.81

在脚本中调用黑、白名单,在ipfw.sh中追加

使用for循环
封锁黑名单地址、放开对白名单地址的限制

BLST="/opt/ipfw.b"
for i in $(grep -v "^#" $BLST)
do
$IPT -I INPUT -s $i -j DROP
$IPT -I OUTPUT -d $i -j DROP
$IPT -I FORWARD -s $i -j DROP
$IPT -I FORWARD -d $i -j DROP
done
WLST="/opt/ipfw.w"
for i in $(grep -v "^#" $WLST)
do
$IPT -I INPUT -s $i -j ACCEPT
$IPT -I OUTPUT -d $i -j ACCEPT
$IPT -I FORWARD -s $i -j ACCEPT
$IPT -I FORWARD -d $i -j ACCEPT
done

开机自动运行脚本
- cp ipfw.sh /opt/
- vi /etc/rc.d/rc.local
  - 添加/opt/ipfw.sh
- reboot
- iptables -L 检查配置情况
- iptables -t nat -L

防火墙脚本的构成

主机型防火墙

针对本机进行保护
主要针对filter表中的INPUT、OUTPUT链设置规则

修改ipfw.sh

#!/bin/bash
# 1. 定义基本变量
IPT= "/sbin/iptables"
……
# 3.2 定义默认策略
$IPT -P INPUT DROP
$IPT -P FORWARD DROP
$IPT -P OUTPUT ACCEPT
# 3.3 设置filter表中的各种规则
$IPT -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
$IPT -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
……

网络型防火墙

针对网络互访进行保护
主要针对filter表中的FORWARD链，以及nat表设置规则

修改ipfw.sh

#!/bin/bash
……
# 4.3 设置nat表中的各种规则
$IPT -t nat -A POSTROUTING -s $LAN_NET -o $WAN_IF -j SNAT --to-source
$WAN_IP
$IPT -t nat -A PREROUTING -i $WAN_IF -d $WAN_IP -p tcp --dport 80 -j
DNAT --to-destination $LAN_WWW_IP
# 4.4 设置filter表中的各种规则
$IPT -A FORWARD -d $LAN_NET -i $WAN_IF -m state --state
ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
……

Linux系统的防火墙功能是由内核实现的

不同内核的发行版Linux，防火墙也不同

netfilter

iptables

iptables实现NAT功能

iptables系统服务与脚本

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