Linux 防火墙

2022 年 8 月 21 日
筆記
linux

基础知识

安全技术：

IDS：Intrusion Detection Systems，入侵检测系统
IPS：Intrusion Prevention System，入侵防御系统
FireWall：防火墙

防火墙概念

防火墙是作用与内网和外网之间，根据定义的策略来过滤流量的软件或者硬件。

防火墙分类

可以根据作用范围和实现逻辑分类

根据作用范围分类

主机防火墙：针对于单个主机进行防护。
网络防火墙：处于网络入口或边缘，针对于网络入口进行防护，服务于防火墙背后的本地局域网

根据实现逻辑分类

硬件防火墙：在硬件级别实现部分防火墙功能，另一部分功能基于软件实现，性能高，成本高。
软件防火墙：应用软件处理逻辑运行于通用硬件平台之上的防火墙，性能低，成本低。

linux的防火墙：netfilter

netfilter组件是集成在内核中的，采用模块化设计的，工作在内核空间。

netfilter的钩子函数

钩子函数：hook(勾子) function。是系统预留的一些函数，可以允许外部用户调用钩子函数。可以通过一些工具来向这五个钩子函数中写入规则
netfilter在五个位置放了五个不同的钩子函数，

INPUT
OUTPUT
FORWARD
PREROUTING
POSTROUTING

netfilter的报文流向

到本机的某进程：PREROUTING –> INPUT
由本机转发的：PREROUTING –> FORWARD –> POSTROUTING
由本机某进程发出的：OUTPUT –> POSTROUTING

PREROUTTING:报文的总进口

POSTROUTING：报文的总出口

linux防火墙的管理工具

iptables：用来编写规则，写好的规则被送往netfilter，告诉内核如何去处理信息包
firewalld：CentOS7提供的，就是基于iptables的二次开发
nettable：CentOS8提供的

iptables的相关概念

iptables由五表、五链和一些规则组成。
iptables中的五链对应netfilter的五个钩子函数。

优先级从高到低：
security -->raw-->mangle-->nat-->filter

规则：根据指定的匹配条件来尝试匹配每个流经此处的报文，一旦匹配成功，则由规则后面指定的处理动作进行处理

链：多条规则就形成了一条链

表：把具有相同功能的规则的集合叫做”表”

五表：

filter：负责过滤功能，防火墙；内核模块：iptables_filter
nat：network address translation，网络地址转换功能；内核模块：iptable_nat
mangle：拆解报文，做出修改，并重新封装的功能；iptable_mangle
raw：关闭启用的连接跟踪机制，加快封包穿越防火墙速度
security：用于强制访问控制（MAC）网络规则，由Linux安全模块（如SELinux）实现

表和链的关系

表是具有相同功能的链的集合。

# 查看对应链上的规则都在哪些表中：iptables -vnL -t table_name

PREROUTING 的规则可以存在于：raw表，mangle表，nat表。

INPUT 的规则可以存在于：mangle表，filter表，（centos7中还有nat表，centos6中没有）。

FORWARD 的规则可以存在于：mangle表，filter表。

OUTPUT 的规则可以存在于：raw表mangle表，nat表，filter表。

POSTROUTING 的规则可以存在于：mangle表，nat表。

iptables中的规则

规则rule：根据规则的匹配条件尝试匹配报文，对匹配成功的报文根据规则定义的处理动作作出处理。

在实际的使用过程中，往往是通过”表”作为操作入口，对规则进行定义的

查看iptables的规则：

#查看iptables表的规则:
iptables -t 表名 -L

#查看指定表的指定链中的规则:
iptables -t 表名 -v -L

#例如：查看filter表的所有规则
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter -L

-t：指定表的类型：
-L：list，列出所有规则
-v：显示详细信息
-n：number，不对规则中的IP或者端口进行名称反解，-n选项表示不解析IP地址。

不指定表名，默认使用的是filter这张表。

#使用 -v 选项显示的详细信息
# pkts:对应规则匹配到的报文的个数。
# bytes:对应匹配到的报文包的大小总和。
# target:规则对应的target，往往表示规则对应的”动作”，即规则匹配成功后需要采取的措施。
# prot:表示规则对应的协议，是否只针对某些协议应用此规则。
# opt:表示规则对应的选项。
#in:表示数据包由哪个接口(网卡)流入，即从哪个网卡来。
# out:表示数据包将由哪个接口(网卡)流出，即到哪个网卡去。
# source:表示规则对应的源头地址，可以是一个IP，也可以是一个网段。
# destination:表示规则对应的目标地址。可以是一个IP，也可以是一个网段

#范例：查看filter表中的INPUT链的所有规则
root@CentOS8 ~]# iptables -t filter --line-numbers -vnL INPUT
   Chain INPUT (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
   num   pkts bytes target     prot opt in     out    source    destination

# -–line-numbers：显示规则的编号
# policy表示当前链的默认策略
# packets表示当前链（上例为INPUT链）默认策略匹配到的包的数量，0 packets表示默认策略匹配到0个包。
# bytes表示当前链默认策略匹配到的所有包的大小总和。

管理iptables的规则

增加规则：

#范例：拒绝10.0.0.11主机的报文
[root@CentOS8 ~]# iptables  -t filter  -I INPUT -s 10.0.0.11 -j DROP

[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter  -L
   Chain INPUT (policy ACCEPT)
   target     prot opt source               destination
   DROP       all  --  10.0.0.11            anywhere

# -I：insert, 插入，要指明插入至的规则编号，默认为第一条
# -j：targetname [per-target-options] 指定规则的处理动作
# -s：为source之意，表示源地址。
# -A: 表示在链的尾部追加规则，-I表示在链的首部插入规则

注意：
# 1.如果报文已经被前面的规则匹配到，iptables则会对报文执行对应的动作，即使后面的规则也能匹配到当前报文，很有可能也没有机会再对报文执行相应的动作了。


# 2.可以在添加规则时，指定新增规则的编号，将规则添加到指定的位置
[root@CentOS8 ~]# iptables  -t filter  -I INPUT 2 -s 10.0.0.11 -j DROP

# -I INPUT 2：表示在2这个位置插入这条规则

删除规则：

方法一：根据规则的编号去删除规则
方法二：根据具体的匹配条件与动作删除规则

# 范例：删除filter表中的INPUT链上面的第一条规则
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter -D INPUT  1

# -D选项表示删除指定链中的某条规则，-D INPUT 1表示删除INPUT链中的第1条规则

# 范例：删除filter表中，INPUT链上，源地址是10.0.0.11，处理动作是DROP的这条规则

[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter  -D  INPUT -s 10.0.0.11 -j DROP

清除所有规则

清除指定链中的所有规则：iptables -t 表名 -F 链名
清除指定表中的所有规则： iptables -F

#范例：清除filter表中，INPUT链上的所有规则

[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter -F INPUT

修改链的默认策略

# 例如：修改filter表中的INPT链的默认策略为DROP
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter -P INPUT   DROP

# 当链中没有任何规则时，防火墙会按照默认动作处理报文

白名单和黑名单

白名单:只有指定的特定主机可以访问,其它全拒绝
黑名单:只有指定的特定主机拒绝访问,其它全允许,默认方式

保存规则：

默认所做的操作是临时生效的，重启失效

#CentOS6把保存iptables规则：
service iptables saeve #将规则覆盖保存至/etc/sysconfig/iptables文件中

CentOS 7,8
方法一：
iptables-save > /PATH/TO/SOME_RULES_FILE
iptables-restore < /PATH/FROM/SOME_RULES_FILE（在rc.local中加入这条命令） #iptables-restore：加载规则
#将规则存在一个文件，通过开机自动加载这个文件来实现。

方法二：
安装iptables.service
因为安装这个软件以后，它的/etc/sysconfig/iptables这个文件带有他自己默认的规则，通过：
iptables-save > /etc/sysconfig/iptables来覆盖它默认的规则。从而实现规则的的保存。

iptables的匹配条件

基本匹配条件：直接能用的条件
扩展匹配条件：需要调用对应的扩展模块

iptables的基本匹配条件

源地址
目标地址
网卡名称
协议类型

源地址和目标地址

使用-s选项来指定源地址，可以是网段或者是一台具体的主机。多个地址或者网段用逗号隔开。
使用-d选项来指定目标地址，可以是网段或者是一台具体的主机

不指定任何目标地址，则目标地址默认为0.0.0.0/0，同理，如果我们不指定源地址，源地址默认为0.0.0.0/0，0.0.0.0/0表示所有IP

只能表示离散的地址（单个地址逗号隔开），不能表示一个连续的地址（例如10.0.0.11-10.0.0.19）

#范例：来自10.0.0.11这个设备的数据表都丢弃
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter -I INPUT -s 10.0.0.11 -d 10.0.0.10 -j DROP

网卡名称

有多块网卡时，指定从那块网卡流入或者流出。

-i: 本机有多个网卡时，我们可以使用 -i 选项去匹配报文是通过哪块网卡流入本机

-o: 当主机有多块网卡时，可以使用-o选项，匹配报文将由哪块网卡流出

#-i选项只能用于PREROUTING链、INPUT链、FORWARD链，那么-o选项只能用于FORWARD链、OUTPUT链、POSTROUTING链。

协议类型

匹配不同协议类型的数据包

使用-p参数来匹配指定的协议类型。

#例如： 匹配到来自10.0.0.11这个设备的tcp数据包就拒绝
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter  -I INPUT  -s 10.0.0.11 -d 10.0.0.10 -p tcp -j REJECT

#centos6中，-p选项支持如下协议类型:
tcp, udp, udplite, icmp, esp, ah, sctp

#centos7中，-p选项支持如下协议类型:
tcp, udp, udplite, icmp, icmpv6,esp, ah, sctp, mh

#当不使用-p指定协议类型时，默认表示所有类型的协议都会被匹配到，与使用-p all的效果相同。

扩展匹配条件

需要调用指定的扩展模块才能使用的匹配条件。

扩展匹配条件分为：

隐式扩展：和协议名称一样的模块，使用-p执行协议类型的时候，会自动分配一个同名的模块。
显示扩展：需要使用 -m 参数手动指定模板才能使用

隐式扩展

和协议同名的扩展模块：只需要使用-p选项指定协议，会自动调用同名的扩展模块。

tcp
udp
icmp

tcp 协议的扩展选项：

[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配报文源端口,可为端口连续范围 #[!] 表示可以取反

[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配报文目标端口,可为连续范围

#范例：拒绝外来报文的目标端口为本机的22号端口
[root@CentOS8 html]# iptables -t filter -I INPUT -p tcp -m tcp --dport 22 -j  DROP

#注意
1.-m tcp表示使用tcp扩展模块，–dport表示tcp扩展模块中的一个扩展匹配条件

2.使用 -p 指定报文协议，但是没有使用 -m 指定扩展模块时，会默认使用和协议名称相同的模块

3.连续的端口表示方法： num1:num2

udp 协议的扩展选项：

[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配报文的源端口或端口范围

[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配报文的目标端口或端口范围

icmp 协议的扩展选项:

ICMP协议：Internet Control Message Protocol，翻译为互联网控制报文协议，它主要用于探测网络上的主机是否可用，目标是否可达，网络是否通畅，路由是否可用等

[!] --icmp-type {type[/code]|typename}
 type/code
 0/0   echo-reply icmp应答
 8/0   echo-request icmp请求

使用 –icmp-type 表示根据具体的type与code去匹配对应的icmp报文

ping回应报文，它的type为0，code也为0

ping请求报文对应的type为8，code为0

#范例：禁止所有icmp类型的报文进入本机
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter  -I INPUT  -p icmp -j REJECT

#范例：实现能ping通别人，但是不想让别人ping通我们
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter  -I INPUT -p icmp -m icmp --icmp-type 8/0 -j REJECT

–icmp-type 8/0 表示icmp报文的type为8，code为0才会被匹配到，也就是只有ping请求类型的报文才能被匹配到

我们之所以能够ping通别人，是因为别人回应我们的报文的icmp type为0，code也为0，所以无法被上述规则匹配到，所以我们可以看到别人回应我们的信息

显式扩展模块

multiport:可以指定离散的端口号，使用逗号隔开
iprange：指定一个连续的ip地址范围
mac
string：匹配含有指定字符串的报文
time：匹配指定时间段的报文
connlimit
limit
state

iprange扩展模块:

两个扩展匹配条件:

–src-range:

–dst-range

#例如：
[root@CentOS8 html]# iptables -t filter  -I INPUT -m iprange --src-range 10.0.0.10-10.0.0.13 -j DROP

string模块：

常用扩展匹配条件:

–algo：指定对应的匹配算法，可用算法为bm、kmp，此选项为必需选项。

–string：指定需要匹配的字符串

#例如： #含有hello1这个字符串的报文就丢弃掉
[root@CentOS8 html]# iptables -t filter  -I INPUT -m  string --algo bm --string "hello1" -j DROP

#范例：禁止访问谷歌
iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 80 -m string --algo bm  --string "google" -j REJECT

time模块：根据将报文到达的时间与指定的时间范围进行匹配
（注意：CentOS 8 此模块有问题）

#常用扩展匹配条件如下:
–timestart：用于指定时间范围的开始时间，不可取反

–timestop：用于指定时间范围的结束时间，不可取反

–weekdays：用于指定”星期几”，可取反

–monthdays：用于指定”几号”，可取反

–datestart：用于指定日期范围的开始日期，不可取反

–datestop：用于指定日期范围的结束时间，不可取反

#范例：每天早上9点到下午6点不能看网页
[root@CentOS8 html]# iptables -t filter -I OUTPUT -p tcp --dport 80 -m time --timestart 09:00:00 --timestop 19:00:00 -j REJECT

connlimit扩展模块：限制每个IP地址同时链接到server端的链接数量

–connlimit-above：单独使用此选项时，表示限制每个IP的链接数量。

–connlimit-mask：此选项不能单独使用，在使用–connlimit-above选项时，配合此选项，则可以针对”某类IP段内的一定数量的IP”进行连接数量的限制

#范例：限制每个ip地址（客户端）只能开启两个ssh连接到service
iptables -I INPUT -p tcp --dport 22 -m connlimit --connlimit-above 2 -j REJECT

state扩展模块：用来识别报文是主动发出去的还是被动接收的。

state连接的概念：两台机器能进行正常的通信就算建立了连接。

state连接的状态：

NEW:连接中的第一个包，状态就是NEW，

ESTABLISHED:我们可以把NEW状态包后面的包的状态理解为ESTABLISHED，表示连接已建立。

RELATED:有关系的报文

INVALID:如果一个包没有办法被识别，或者这个包没有任何状态，那么这个包的状态就是INVALID

UNTRACKED:报文的状态为untracked时，表示报文未被追踪，当报文的状态为Untracked时通常表示无法找到相关的连接

#范例：实现只有回应我们的报文能够通过防火墙，如果是别人主动发送过来的新的报文，则无法通过防火墙

[root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT 

[root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -m state --state NEW -j REJECT

iptables自定义链

target相关概念

target:iptables中的动作，报文被规则匹配到以后，target能是一个”动作”，target也能是一个”自定义链”，当target为一个动作时，表示报文按照指定的动作处理，当target为自定义链时，表示报文由自定义链中的规则处理

自定义链：用来解决多条规则的情况下，方便我们对不用服务的规则进行管理。

自定义链并不能直接使用，而是需要被默认链引用才能够使用

创建自定义链

使用 -N 选项可以创建自定义链。

自定义链并不能直接使用，而是需要被默认链引用才能够使用

#范例：创建一个叫做IN_WEB的自定义链
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter  -N IN_WEB

[root@CentOS8 ~]# iptables -vL -t filter 
Chain INPUT (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

Chain FORWARD (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

Chain OUTPUT (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

Chain IN_WEB (0 references)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
 
#自定义链的引用计数为0 (0 references)，也就是说，这条自定义链还没有被任何默认链所引用，所以，即使IN_WEB中配置了规则，也不会生效

在自定义链中配置规则

#范例：实现别的主机不能ping通本机
[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter  -I IN_WEB -p icmp --icmp-type 8/0 -j REJECT


#因为没有在默认链里面引用自定义规则，所以配置的规则不生效。

引用自定义的规则

[root@CentOS8 ~]# iptables -t filter  -I INPUT -j IN_WEB

#自定义链在哪里创建，应该被哪条默认链引用，取决于实际的工作场景，因为此处示例的规则是匹配入站报文，所以在INPUT链中引用自定义链

#IN_WEB链的引用计数已经变为1，表示这条自定义链已经被引用了1次，自定义链还可以引用其他的自定义链

修改自定义的链名

-E”选项可以修改自定义链名

删除自定的链

”-X”选项可以删除自定义链，但是删除自定义链时，需要满足两个条件：

1、自定义链没有被任何默认链引用，即自定义链的引用计数为0。

2、自定义链中没有任何规则，即自定义链为空。

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