iptables教程

iptables

netfilter/iptables（简称iptables）是与2.4.x和2.6.x系列版本Linux内核集成的IP信息包过滤系统。

Iptables Tutorial

1、表和链

1.1、表

iptables会根据不同的数据包处理功能使用不同的规则表。它包括如下五个表：filter、nat和mangle,raw,security。

  • filter

    filter是默认的表(如果命令中没有使用-t 指定表，就会使用filter)，包含真正的防火墙过滤规则。

​ 内建的规则链包括：INPUT（处理进入的数据包）、OUTPUT（处理本地生成的数据包）和FORWARD（处理转发的数据包）。

​ 在filter表中只允许对数据包进行DROP或ACCEPT操作，而无法对数据包进行更改。

  • nat

    nat表主要用于进行网络地址转换（Network Address Translation, NAT）。包含源地址、目的地址及端口转换使用的规则，当遇到创建新连接的数据包时，会查阅此表。

​ 内建的规则链包括PERROUTING、OUTPUT和POSTROUTING。

​ PREROUTING链的作用是在包刚刚到达防火墙时改变它的目的地址（如果需要的话）。

​ OUTPUT链改变本地产生的包的目的地址。

​ POSTROUTING链在包就要离开防火墙之前改变其源地址，此表仅用于NAT，也就是转换包的源或目标地址。实际的操作分为以下几类：

​ （1）DNAT:主要用在这样一种情况，即假设你有一个合法的IP地址，要把对防火墙的访问重定向到其他的机器上（比如DMZ）。也就是说，我们改变的是目的地址，以使包能重路由到某台主机。

​ （2）SNAT:SNAT改变包的源地址，这在极大程度上可以隐藏本地网络或者DMZ等。一个很好的例子是我们知道防火墙的外部地址，但必须用这个地址替换本地网络地址。有了这个操作，防火墙就能自动地对包做SNAT和De-SNAT（就是反向的SNAT），以使LAN能连接到Internet。

  • mangle

    mangle表主要用来定义数据包的操作方式。我们可以改变不同的包及包头的内容，比如TTL、TOS或MARK。这些标志随后被filter表中的规则检查。

    内建的规则链包括：PREROUTING、INPUT、FORWARD、POSTROUTING和OUTPUT。

❑ raw表设置raw一般是为了不再让iptables做数据包的连接跟踪处理提高新能。内建的规则链包括：PREROUTING和OUTPUT。

❑ security表用于强制访问控制 （MAC） 网络规则，例如由 SECMARK 和 CONNSECMARK 目标启用的规则。 强制访问控制由 Linux Security Mod‐ 实现诸如SELinux之类的Ules。

1.2、链

链是数据包传播的路径，一条链就是规则的一个检查清单，每一条链中可以有一条或多条规则。当一个数据包到达一个链时，iptables就会从链中第一条规则开始检查，查看该数据包是否满足规则所定义的条件，决定是否按预定义的方法处理该数据包，如果包头不符合链中的规则，iptables就会根据该链的默认策略来处理数据包。

表对应的相关规则链的功能如下:

❑ INPUT链：当一个数据包由内核中的路由计算确定为本地的Linux系统后，它会通过INPUT链的检查。

❑ OUTPUT链：保留给系统自身生成的数据包。

❑ FORWARD链：经过Linux系统路由的数据包（即当iptables防火墙用于连接两个网络时，两个网络之间的数据包必须流经该防火墙）。

❑ PREROUTING链：用于修改目的地址（DNAT）。

❑ POSTROUTING链：用于修改源地址（SNAT）。

1.3、iptables五条链的相互关系。

在这里插入图片描述

1.4 iptables传输数据包的过程

数据包流经iptables防火墙的路径是经过严格定义的一个处理过程，下图描述了数据包流经iptables防火墙时的传输过程。

在这里插入图片描述

（1）流入本机的数据包穿过iptables防火墙的传输过程

官方文档位置

过程1：数据包从网络传入，并由网卡接收。

过程2：随后转入mangle表的PREROUTING链。

过程3：再转入nat表的PRETOUTING链，这个链主要用来做DNAT，即目的地址转发。

过程4：内核对数据包进行路由选择。

过程5：因为数据包是传入本机的，因此转入mangle表的INPUT链。

过程6：然后转入filter表的INPUT链。

过程7：最终到达接收数据包的应用程序。

（2）流出本机的数据包穿过iptables防火墙的传输过程

官方文档位置

过程1：应用程序生成数据包，根据源地址、目的地址、外出接口等信息进行路由判断。

过程2：随后转入mangle表的OUTPUT链。

过程3：再转入nat表的OUTPUT链，这个链可以用来做DNAT。

过程4：进入filter表的OUTPUT链，对该数据包进行选择性过滤。

过程5：然后进入mangle表的POSTROUTING链。

过程6：进入nat表的POSTROUTING链，该链可以做SNAT，即源地址转发，最终进入网络。

（3）流经本机转发的数据包的传输过程

官方文档位置

过程1：数据包从网络传入，并由网卡接收。

过程2：随后转入mangle表的PREROUTING链。

过程3：再转入nat表的PRETOUTING链，这个链主要用来做DNAT，即目的地址转发。

过程4：内核对数据包进行路由选择。该包的目的地址是另一台主机，所以转入mangle表的FORWARD链。

过程5：再转入filter表的FORWARD链，针对这类包的所有过滤操作都在该链进行。

过程6：过滤后转入mangle表的POSTROUTING链。

过程7：最后通过nat表的POSTROUTING链进行SNAT，最终进入网络。

（1）用户可以在各个链定义规则。当数据包到达上图的任意一个链时，iptables就会根据链中定义的规则来处理这个数据包。iptables将数据包的头信息与它所传递到链中的每条规则进行比较，看它是否与某条规则完全匹配。如果数据包与某条规则匹配，iptables就对该数据包执行由该规则指定的操作。如果某条链中的规则决定要丢弃（DROP）数据包，数据包就会在该链中丢弃；如果链中规则接收（ACCEPT）数据包，数据包就可以继续前进。但是，如果数据包和某条规则不匹配，那么它将与链中的下一条规则进行比较。如果该数据包不符合该链中的任意一条规则，那么iptables将根据该链预先定义的默认策略来决定如何处理该数据包。

（2）PREROUTING和POSTROUTING链只对请求连接的数据包进行操作，对属于该连接的后续数据包，不予比对规则，只按已确定的规则自动进行操作。因此建议不要在此链上作过滤操作；否则将漏掉对后续数据包的过滤。

2、iptables命令格式

iptables命令的基本格式如下：<>括起来的为必设项，[]括起来的为可选项。iptables命令要求严格区分大小写。

iptables [-t table] <COMMAND>  [chains] [rule-matcher] [ -j target ]

各选项说明：

  • 表选项（table）

    netfilter的表操作是以-t或–table

    来指定的，未指定时默认为filter表。table选项的参数.

    在这里插入图片描述

  • 常用操作命令选项（COMMAND）

    在这里插入图片描述

  • 链选项（chains）

    在这里插入图片描述

    ➢filter表有INPUT、OUTPUT、FORWARD和自定义4种链形式。

    ➢nat表有OUTPUT、PREROUTING和POSTROUTING三种链形式。

    ➢mangle表有INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING和POSTROUTING五种链形式。

  • 常用匹配规则选项（rule-matcher）

    匹配规则选项指定数据包与规则匹配所应具备的特征，包括源地址、目的地址、传输协议（如TCP、UDP、ICMP等）和端口号等。

    在这里插入图片描述

    “! ”为逻辑非；接口名后跟“+”表示所有以此接口名开头的接口都会被匹配。下图为匹配条件扩展。

    在这里插入图片描述

  • 目标动作选项（target）

    当规则匹配一个包时，要执行的目标动作以-j参数标识

    • filter表的目标动作

      在这里插入图片描述

    • nat表的目标动作

      在这里插入图片描述

      REDIRECT目标用于将分组和流重定向到计算机本身。这意味着，例如，我们可以将所有发送到HTTP端口的数据包重定向到我们自己主机上的HTTP代理，如squid。本地生成的数据包映射到127.0.0.1地址。换句话说，这将为转发的数据包或类似内容重写到我们自己的主机的目标地址。重定向目标非常适合在我们需要的时候使用，例如，透明代理，局域网主机根本不知道代理。

      DNAT参数--to-destination

      例如：iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -j REDIRECT --to-ports 8080

      –to-ports 选项指定要使用的目标端口或端口范围。如果没有 --to-ports 选项，则永远不会更改目标端口。上面的命令就是将tcp端口号为80的数据包重定向到8080端口。

    • mangle表的目标动作

      在这里插入图片描述

    • 扩展的目标动作

      在这里插入图片描述

      要使用扩展的目标动作，必须在内核中激活相应选项或装载相应内核模块。

​

3、 iptables的状态state

iptables防火墙的状态（state）：

❑ NEW：如果你的主机向远程机器发出一个连接请求，这个数据包的状态是NEW。

❑ ESTABLISHED：在连接建立之后（完成TCP的三次握手后），远程主机和你的主机通信数据的状态为ESTABLISHED。

❑ RELATED：和现有联机相关的新联机封包。像FTP这样的服务，用21端口传送命令，而用20端口（port模式）或其他端口（PASV模式）传送数据。在已有的21端口上建立好连接后发送命令，用20或其他端口传送的数据（FTP-DATA），其状态是RELATED。

❑ INVALID：无效的数据包，不能被识别属于哪个连接或没有任何状态，通常这种状态的数据包会被丢弃。

如规则iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT表示接受ESTABLISHED,RELATED状态的数据包。

如规则 iptables -A INPUT -m state --state NEW -j DROP这个规则是将所有发送到你机器上的数据包（状态是NEW的包）丢弃，也就是不允许其他的机器主动发起对你的机器的连接，但是你却可以主动连接其他的机器。

4、 iptables的使用

  • 规则 iptables -P INPUT DROP会将进入主机的所有数据全部丢掉。如果你是通过远程shell执行这个命令，那么执行后shell将会断开。

比如我的主机当前的规则，所有的都是策略都是ACCEPT

在这里插入图片描述

当执行iptables -P INPUT DROP后，远程shell就会断开，这时通过主机内的shell再次查看当前的规则，就能看到INPUT变成了DROP。

在这里插入图片描述

再次执行iptables -P INPUT ACCEPT将ipables恢复。

  • 规则 iptables -A INPUT -m state --state NEW -j DROP

    这个规则是将所有发送到你机器上的数据包（状态是NEW的包）丢弃，也就是不允许其他的机器主动发起对你的机器的连接，但是你却可以主动连接其他的机器，不过仅仅是连接而已，连接之后的数据是ESTABLISHED状态的。

    执行上面的规则后，在查看当前的规则，就能看到下面DROP的一条。

在这里插入图片描述

这时，如果你本地再新建一条远程shell去连接主机，就会发现无法连接。而之前已经连接的远程shell是可以正常使用的。

在这里插入图片描述

5、保存iptables规则

iptables-save > /opt/iptables_save 将当前的iptables配置保存到 /opt/iptables_save中

iptables-restore < /opt/iptables_save 从/opt/iptables_save中恢复iptables的配置

6、一些常用的命令

注意这里没有使用-t参数指定表名，默认显示的就是filter表，如果要显示其他的表，需要使用-t后加表名。如-t nat。

  • 查看iptables规则

    iptables -L

    -L参数可以后跟--line-numbers 参数打印出行号。

    如iptables -L --line-numbers 。后面命令中指定插入行号，替换行号等等都可以参照--line-numbers输出的行号

  • 将IP地址和端口号以数字格式显示列出所有链的规则。

    iptables -nL

  • 详细列出所有链的规则

    iptables -vL
#不能使用 iptables -Lv

  • 列出INPUT链的规则

    iptables -L INPUT

  • 列出INPUT链的1号规则

    iptables -L INPUT 1

  • 显示所有链的规则

    iptables -S

  • 详细显示所有链的规则

    iptables -vS
#不能使用iptables -Sv

  • 显示INPUT链的规则

    iptables -S INPUT

  • 显示INPUT链的1号规则

    iptables -S INPUT 1

    清除指定链和表中的所有规则

  • 清除所有链的规则（默认为filter表）

    iptables -F

  • 清楚INPUT链的所有规则

    iptables -F INPUT

  • 将所有链中的规则的包字节计数器清零。

    iptables -Z

  • 将INPUT链中的规则的包字节计数器清零

    iptables -Z INPUT

  • 在INPUT、OUTPUT和FORWARD链上设置默认规则策略为DROP（拒绝所有数据包）

    iptables -P INPUT ACCEPT
iptables -P OUTPUT ACCEPT
iptables -P FORWARD ACCEPT

  • 在INPUT链上添加规则，协议为tcp，目标端口号是21

    iptables -A INPUT -p tcp --dport 21

    这里没有指定动作，所以就按照INPUT的默认动作进行处理。

    执行完上面的命令再次查看，就会看到INPUT中多了一个对应的条目

    在这里插入图片描述

  • 在INPUT链上插入规则，协议为tcp，目标端口号是22

iptables -I INPUT 1 -p tcp --dport 23

​ 从下图也能看到多了一条dpt:telnet的条目，原来的dpt:ftp的行号已经变成了2

在这里插入图片描述

  • 在INPUT链上替换规则号1的iptables规则，将目标端口号更改为24

     iptables -R INPUT 1 -p tcp --dport 24

在这里插入图片描述

  • 删除规则

    首先找到规则对应的行号。使用-L --line-numbers参数。

    比如要删除上面INPUT中的tcp端口是24的规则。通过iptables -L --line-numbers看到对应行号是1。

    执行iptables -D INPUT 1就可以删除。

  • 创建用户自定义链

    iptables -N WWW   #创建用户自定义链WWW

    在这里插入图片描述

  • 指定协议

    iptables -A INPUT -p tcp -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp -j ACCEPT

  • 指定ICMP类型

    iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p icmp --icmp-type echo-reply -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT

  • 指定IP地址

    iptables -A INPUT -s 192.168.0.5   -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 192.168.1.0/24   -j ACCEPT  #允许192.168.1.0这个子网的所有主机访问

  • 指定接口

    iptables -A INPUT -i eth0 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -o eth0 -j ACCEPT
iptables -A FORWARD -o ppp+ -j ACCEPT

  • 指定端口号

    iptables -A INPUT -p tcp --sport www -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --sport 80-j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 53-j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --sport 22:80-j ACCEPT

7、NAT案例：

使用NAT功能，首先需要将文件“/proc/sys/net/ipv4/ip_forward”设置为1（默认是0），才能打开内核的路由功能。

具体命令如下：

echo "1">/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

在这里插入图片描述

上面有A、B、C三个服务。它们都在同一局域网内。A服务器有公网 ip 10.x.x.x。B、C都没有公网ip。B、C两个服务器连接公网都需要通过A服务器进行转发。外部网路无法直接访问B、C服务器。A服务器也就是充当了路由器。

现在B服务器部署了一个nginx服务，想让公网上的用户访问需要怎么做呢。

  1. 外部公网服务器访问nginx服务器

因为公网只能访问到A服务器，所以我们可以在A服务器上进行DNAT处理，将访问A服务器80端口的请求全部转发到B服务器。由于DNAT只会修改目标ip,不会修改源ip。所以在B 服务器处理完请求，还会把响应继续发送到A服务器，A服务器这时会对B服务器返回的响应继续执行unDNAT操作，将响应返回对应的公网服务器。

具体的命令如下：

#这个命令需要在A服务器上执行，将访问自己公网ip:80的请求转发到B服务器80端口
iptables -t nat -A PREROUTING --dst 10.x.x.x  -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.1.102:80

在这里插入图片描述

如上图，我们在A服务器上面标注1的地方将目标ip修改成了B服务器的ip 192.168.1.102，在标注2的地方路由选择的时候，发现目的ip不是本机，就直接进行转发。

进行路线就是图上红色箭头标注的路线，可以看到数据包压根就不会流转到INPUT mangle—OUTPUT filter这一段。

这样设置之后公网服务器是可以正常访问，没有任何问题。

  1. 局域网内部访问nginx服务器

C服务器通过请求10.x.x.x:80去访问的时候，发现无法访问。

具体的原因是由于B服务器处理完请求写回的时候发现ip是192.168.1.101，不需要经过A服务器就能直接访问。因此B直接将响应发送回C服务器。但是由于C服务器只是给A服务器10.x.x.x发送了请求，并没有给B服务器192.168.1.102发送请求，所以收到B服务器192.168.1.102的响应后，就直接丢弃了。

所以我们还需要B服务器处理完请求后，依旧能返回到A服务器，由A服务器将请求再转发回C服务器。当前B服务器将响应发送回C，没有发送回A的原因是发送给B的请求的源ip是C的ip。所以我只需要把B服务器收到的请求中的源ip修改成A服务器的ip，那B服务器处理完后，就会将响应发送回A服务器。A服务器收到响应后，就会继续向回转发。

具体命令如下：

# 在A服务器上执行，将发送给B服务器80端口的消息，将源ip修改成自己的ip地址
iptables -t nat -A POSTROUTING -p tcp --dst 192.168.68.102 --dport 80 -j SNAT --to-source 10.x.x.x

在这里插入图片描述

如上图，我们在标注3的地方修改了源ip地址，改成了A服务器的地址，这样B服务器处理完请求返回响应的时候回根据源ip地址，将请求发送到A服务器。A服务器收到请求后回原路返回。

  1. A服务器访问nginx服务器

    A服务器自己请求10.x.x.x:80去访问，还是无法访问。

    对照着图其实也是很好理解的，我们将请求转发到B服务器是在PREOUTING nat执行的，如果的本机的话，压根就不会流转到PREOUTING nat,也就是在PREOUTING nat进行的设置对本机发出的请求都是无效的。

    这时，我们就可以在OUTPUT nat这个阶段进行处理，将本机发出的请求目的ip地址是10.x.x.x:80的，将它的目的ip地址修改成B服务器的ip地址。这样本机也就可以正常访问了。

    具体命令如下:

    #还是在A服务器执行，将A服务器发出的请求目的ip修改成192.168.1.102
iptables -t nat -A OUTPUT --dst 10.x.x.x -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.1.102:80

在这里插入图片描述

如上图，本机发出的请求，起点位置在应用程序这里，所以PREROUTING nat不会生效，OUTPUT nat、POSTROUTING nat这两个地方的设置才会生效。

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