Linux网络----防火墙

一、安全技术和防火墙

1、安全技术

  • 入侵检测系统（Intrusion Detection Systems）：特点是不阻断任何网络访问，量化、定位来自内外网络的威胁情况，主要以提供报警和事后监督为主，提供有针对性的指导措施和安全决策依据,类 似于监控系统一般采用旁路部署（默默的看着你）方式。
  • 入侵防御系统（Intrusion Prevention System）：以透明模式工作，分析数据包的内容如：溢出攻击、拒绝服务攻击、木马、蠕虫、系统漏洞等进行准确的分析判断，在判定为攻击行为后立即予以 阻断，主动而有效的保护网络的安全，一般采用在线部署方式。（必经之路）。
  • 防火墙（ FireWall ）：隔离功能，工作在网络或主机边缘，对进出网络或主机的数据包基于一定的规则检查，并在匹配某规则时由规则定义的行为进行处理的一组功能的组件，基本上的实现都是默 认情况下关闭所有的通过型访问，只开放允许访问的策略,会将希望外网访问的主机放在DMZ(demilitarized zone)网络中。

防水墙
广泛意义上的防水墙：防水墙（Waterwall），与防火墙相对，是一种防止内部信息泄漏的安全产品。   网络、外设接口、存储介质和打印机构成信息泄漏的全部途径。防水墙针对这四种泄密途径，在事前、事  中、事后进行全面防护。其与防病毒产品、外部安全产品一起构成完整的网络安全体系。

2、防火墙的分类

1.按保护范围划分：

  • 主机防火墙：服务范围为当前一台主机

  • 网络防火墙：服务范围为防火墙一侧的局域网

2.按实现方式划分：

  • 硬件防火墙：在专用硬件级别实现部分功能的防火墙；另一个部分功能基于软件实现，如：华为， 山石hillstone,天融信，启明星辰，绿盟，深信服, PaloAlto , fortinet, Cisco, Checkpoint， NetScreen(Juniper2004年40亿美元收购)等

  • 软件防火墙：运行于通用硬件平台之上的防火墙的应用软件，Windows 防火墙 ISA --> Forefront

3.按网络协议划分：

  • 网络层防火墙：OSI模型下四层，又称为包过滤防火墙

  • 应用层防火墙/代理服务器：proxy 代理网关，OSI模型七层

应用层     进程 程序
表示层
会话层

传输层           端口          防火墙
网络层           ip            路由器 三层 
数据链路层        mac          交换机

物理层      定义标准

4.包过滤防火墙

        网络层对数据包进行选择，选择的依据是系统内设置的过滤逻辑，被称为访问控制列表（ACL），通过检查数据流中每个数据的源地址，目的地址，所用端口号和协议状态等因素，或他们的组合来确定是否 允许该数据包通过

  • 优点：对用户来说透明，处理速度快且易于维护
  • 缺点：无法检查应用层数据，如病毒等

5.应用层防火墙

应用层防火墙/代理服务型防火墙，也称为代理服务器（Proxy Server)

将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段

内外网用户的访问都是通过代理服务器上的“链接”来实现

  • 优点：在应用层对数据进行检查，比较安全
  • 缺点：增加防火墙的负载

二、Linux防火墙的基本认识

1、Netfilter

Linux防火墙是由Netfilter组件提供的，Netfilter工作在内核空间，集成在linux内核中

Netfilter 是Linux 2.4.x之后新一代的Linux防火墙机制，是linux内核的一个子系统。

Netfilter采用模块化设计，具有良好的可扩充性，提供扩展各种网络服务的结构化底层框架。

Netfilter与IP协议栈是无缝契合，并允许对数据报进行过滤、地址转换、处理等操作

2、netfilter中五个勾子函数和报文流向

Netfilter在内核中选取五个位置放了五个hook(勾子) function(INPUT、OUTPUT、FORWARD、

PREROUTING、POSTROUTING)，而这五个hook function向用户开放，用户可以通过一个命令工具（iptables）向其写入规则。

由信息过滤表（table）组成，包含控制IP包处理的规则集（rules），规则被分组放在链（chain）上

提示：从 Linux kernel 4.2 版以后，Netfilter 在prerouting 前加了一个 ingress 勾子函数。可以使用这个新的入口挂钩来过滤来自第2层的流量，这个新挂钩比预路由要早，基本上是 tc 命令（流量控制工具）的替代品。

三种报文流向

流入本机：PREROUTING --> INPUT-->用户空间进程(访问我的服务)

流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING（穿过我）

转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING（分摊流量）

3、防火墙工具介绍

1.iptables

由软件包iptables提供的命令行工具，工作在用户空间，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

[root@localhost ~]#iptables --version     ###查看版本号
iptables v1.4.21

2.firewalld

从CentOS 7 版开始引入了新的前端管理工具

软件包：

firewalld

firewalld-config

管理工具：

firewall-cmd 命令行工具

firewall-config 图形工

3.nftables

它重用了netfilter框架的许多部分，例如连接跟踪和NAT功能。它还保留了命名法和基本iptables设计的几个部分，例如表，链和规则。就像iptables一样，表充当链的容器，并且链包含单独的规则，这些规则可以执行操作，例如丢弃数据包，移至下一个规则或跳至新链。

从用户的角度来看，nftables添加了一个名为nft的新工具，该工具替代了iptables，arptables和ebtables中的所有其他工具。从体系结构的角度来看，它还替换了内核中处理数据包过滤规则集运行时评估的那些部分。

三、iptables

Linux 的防火墙体系主要工作在网络层，针对 TCP/IP 数据包实施过滤和限制，属于典型的包过滤防火墙（或称为网络层防火墙）。Linux 系统的防火墙体系基于内核编码实现， 具有非常稳定的性能和高效率，也因此获得广泛的应用。

包过滤的工作层次
主要是网络层，针对IP数据包体现在对包内的IP地址、端口等信息的处理上

1、包过滤防火墙概述

netfilter/iptables：IP 信息包过滤系统，它实际上由两个组件 netfilter 和 iptables组成。 主要工作在网络层，针对IP数据包，体现在对包内的IP地址、端口等信息的处理。

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”（内核空间）
  • 是内核的一部分，由一些数据包过滤表组成，这些表包含内核用来控制数据包过滤处理的规则集。

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”
  • 它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易

2、iptables由五表和五链

iptables防火墙默认的规则表、链结构图：

iptables由五个表table和五个链chain以及一些规则组成

五个表（table）：

  • security表：用于强制访问控制（MAC）网络规则，由Linux安全模块（如SELinux)实现 
  • raw表：关闭启用的连接跟踪机制，加快封包穿越防火墙速度
  • mangle表：修改数据标记位规则表
  • nat表：地址转换规则表
  • filter表：地址过滤规则表，根据预定义的规则过滤符合条件的数据包，默认表为filter表

优先级由高到低的顺序为： security -->raw-->mangle-->nat-->filter

五链（chain）：

  • INPUT链：处理入站数据包
  • OUTPUT: 处理出站数据包，一般不在此链上做配置。
  • FORWARD: 处理转发数据包，匹配流经本机的数据包。
  • PREROUTING链: 在进行路由选择前处理数据包，用来修改目的地址，用来做DNAT。相当于把内网服务器的IP和端口映射到路由器的外网IP和端口上。
  • POSTROUTING链: 在进行路由选择后处理数据包，用来修改源地址，用来做SNAT。相当于内网通过路由器NAT转换功能实现内网主机通过一个公网IP地址上网。

规则：

  • 规则表的作用:容纳各种规则链

  • 规则链的作用:容纳各种防火墙规则

  • 规则的作用：对数据包进行过滤或处理

  • 链的分类依据：处理数据包的不同时机

总结:表里有链，链里有规则

3、内核中数据包的传输过程

  1. 当一个数据包进入网卡时，数据包首先进入PREROUTING链，内核根据数据包目的IP判断是否需要 转送出去

  2. 如果数据包是进入本机的，数据包就会沿着图向下移动，到达INPUT链。数据包到达INPUT链后， 任何进程都会收到它。本机上运行的程序可以发送数据包，这些数据包经过OUTPUT链，然后到达

  3. 如果数据包是要转发出去的，且内核允许转发，数据包就会向右移动，经过FORWARD链，然后到达POSTROUTING链输出

三种报文流向：

  • 流入本机：PREROUTING --> INPUT-->用户空间进程

  • 流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING

  • 转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING

4、iptables实际操作

1.准备工作

CentOS7默认使用firewalld防火墙，没有安装iptables,若想使用iptables防火墙。必须先关闭firewalld防火墙，再安装iptables

[root@localhost ~]#systemctl stop firewalld         #临时关闭防火墙
[root@localhost ~]#systemctl status firewalld       #查看状态
[root@localhost ~]#systemctl disable --now firewalld.service   永久开机自关闭防火墙
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@localhost ~]#yum install iptables iptables-services -y   #安装
[root@localhost ~]#rpm -q iptables-services      
iptables-services-1.4.21-35.el7.x86_64[root@localhost ~]#iptables --version          #查看版本
iptables v1.4.21


[root@localhost ~]#systemctl start iptables.service      #开启防火墙
[root@localhost ~]#systemctl status iptables.service     #查看状态

2.基本语法格式：

①格式：

iptables  [-t 表名]  选项  [链名] [匹配条件]  [ -j  控制类型 ]

表名、链名用来指定 iptables 命令所操作的表和链，未指定表名时将默认使用 filter 表

选项:表示iptables规则的操作方式，如插入、增加、删除、查看等
匹配条件:用来指定要处理的数据包的特征，不符合指定条件的数据包将不会处理
控制类型指的是数据包的处理方式，如允许、拒绝、丢弃等。

②基本语法：

注意：

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

5、iptables选项

注：需要大写

添加、查看、删除规则等基本操作

管理选项用法示例
-A在指定链末尾追加一条 iptables -A INPUT （操作）
-I在指定链中插入一条新的，未指定序号默认作为第一条 iptables -I INPUT （操作）
-P指定默认规则 iptables -P OUTPUT ACCEPT （操作）
-D删除 iptables -t nat -D INPUT 2 （操作）
-p服务名称 icmp tcp
-R修改、替换某一条规则 iptables -t nat -R INPUT （操作）
-L查看 iptables -t nat -L （查看）
-n所有字段以数字形式显示（比如任意ip地址是0.0.0.0而不是anywhere，比如显示协议端口号而不是服务名） iptables -L -n,iptables -nL,iptables -vnL （查看）
-v查看时显示更详细信息，常跟-L一起使用 （查看）
--line-number规则带编号 iptables -t nat -L -n --line-number /iptables -t nat -L --line-number
-F清除链中所有规则 iptables -F （操作）
-N新加自定义链
-X清空自定义链的规则，不影响其他链 iptables -X
-Z清空链的计数器（匹配到的数据包的大小和总和）iptables -Z
-S看链的所有规则或者某个链的规则/某个具体规则后面跟编号

-F    清空防火墙规则，默认情况filter表，加  -t   表名可以情况其他表

-v    显示规则表的详细信息

-L∶列出 （–list）指定链中所有的规则，若未指定链名，则列出表中的所有链

-n    数字化显示规则表，多用于和-n  -L选项配合看表。

iptables -L -n
#分开写 L与n不分前后顺序
或
iptables -nL
#合起来 L必须在后面

-A ∶ 在指定链的末尾追加 添加一条新的规则

 下图应该是192.168.10.102，此处写错了

去192.168.10.102进行ping

如果将后面的DROP改为REJECT，先进行清空。

如果同时出现，先REJECT后ACCEPT，那么还是会拒绝

可以看序号

-D ∶ 删除 （–delete）指定链中的某一条规则， 可指定规则序号或具体内容

①：

②：如果两条一样的，他只会删除第一条，建议使用编号去删除

③：

-I ∶ 在指定链的开头插入（–insert）一条新的规则， 未指定序号时默认作为第一条规则

宕机后去VMware，添加

 -P  修改默认链的默认规则，默认都是ACCEPT，使用格式：iptables -P 修改的链     修改的默认规则

宕机了，虚拟机清空还是不行，只能改为accept

-R ∶ 修改、替换（–replace）指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容

--line--numbers  查看规则编号

6、数据包的常见控制类型

ACCEPT：允许数据包通过。 
DROP：直接丢弃数据包，不给出任何回 应信息。 
REJECT：拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应信息。 
LOG：在/var/log/messages 文件中记录日志信息，然后将数据包传递给下一条规则。

防火墙规则的“匹配即停止”

详解：

ACCEPT：允许数据包通过。 [root@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.10.101 -j ACCEPT
REJECT：拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应信息。[root@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.10.101 -j REJECT

 

DROP：直接丢弃数据包，不给出任何回 应信息。[root@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.10.101 -j DROP

7、规则

1.添加新的防火墙规则

添加新的防火墙规则时，使用管理选项“-A”、“-I”，前者用来追加规则，后者用来插入规则。

2.删除、清空、替换规则

上面全部演示了，这儿就不重复了

3.查看规则列表

[root@localhost ~]#iptables -vnL[root@localhost ~]#iptables -vnL --line-numbers

注意事项：

  1. 若规则列表中有多条相同的规则时，按内容匹配只删除的序号最小的一条
  2. 按号码匹配删除时，确保规则号码小于等于已有规则数，否则报错
  3. 按内容匹配删数时，确保规则存在，否则报错

8、通用匹配（匹配条件）

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       #可以是IP、网段、域名、空(任何地址)
接口匹配:   -i入站网卡

                  -o出站网卡  

只有tcp 、udp有端口号53

举例：

①：

不允许另一台主机通过icmp协议来ping本机

ping所使用的协议为icmp

设置拒绝192.168.10.102机通过icmp协议来ping

可以看出192.168.10.102无法通过icmp协议来ping129.168.10.101主机，但是其他协议不影响

②：

[root@localhost ~]#iptables -I INPUT 2 -i lo -j ACCEPT
#添加网卡

③：

黑白名单黑名单：默认全部允许通过，添加谁才不允许谁通过。白名单：默认全部不允许通过，添加谁允许谁通过。

9、设置默认策略

iptables 的各条链中，默认策略是规则匹配的最后一个环节——当找不到任何一条能够匹配数据包的规则时，则执行默认策略。默认策略的控制类型为 ACCEPT（允许）、DROP（丢弃）两种。例如，执行以下操作可以将 filter 表中 FORWARD 链的默认策略设为丢弃， OUTPUT 链的默认策略设为允许。
iptables [-t表名] -P <链名> <控制类型>
iptables -P INPUT DROP      输入后没显示  清除所有规则之后生效，因为下面只剩下DROP  添加远程端口22iptables -P FORWARD DROP
#--般在生产环境中设置网络型防火墙、主机型防火墙时都要设置默认规则为DROP，并设置白名单##################################################
拒绝所有前  先将   22 端口 放开
##################################################[root@localhost ~]# iptables -t filter -P FORWARD DROP[root@localhost ~]# iptables -P OUTPUT ACCEPT#需要注意的是，当使用管理选项“-F”清空链时，默认策略不受影响。因此若要修改默认 策略，必须通过管理选项“-P”重新进行设置。另外，默认策略并不参与链内规则的顺序编排， 因此在其他规则之前或之后设置并无区别。

10、模块

[root@localhost ~]#rpm -ql iptables |grep -i tcp
/usr/lib64/xtables/libxt_TCPMSS.so         ##.so表示模块
/usr/lib64/xtables/libxt_TCPOPTSTRIP.so
/usr/lib64/xtables/libxt_tcp.so
/usr/lib64/xtables/libxt_tcpmss.so
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#rpm -ql iptables |grep -i udp
/usr/lib64/xtables/libxt_udp.so
[root@localhost ~]#

.so结尾的均为模块，也就是说在使用配置防护墙规则的时候，调用的是.so结尾的配置文件 

如果想禁用tcp或者udp协议进行防火墙配置，那么必须要有tcp模块或者udp模块才可以使用限制功能

1.隐含扩展

  • iptables 在使用-p选项指明了特定的协议时，无需再用-m选项指明扩展模块的扩展机制，不需要手动加载扩展模块
  • 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（可以是个别端口、端口范围）

隐含扩展可以通过man iptables-extension查看扩展帮助

[root@localhost ~]#man iptables-extensions

①TCP模块

[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配报文源端口,可为端口连续范围
[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配报文目标端口,可为连续范围
[!] --tcp-flags mask compmask 需检查的标志位列表，用,分隔 , 例如 SYN,ACK,FIN,RSTcomp 在mask列表中必须为1的标志位列表，无指定则必须为0，用,分隔tcp协议的扩展选项--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN 表示要检查的标志位为SYN,ACK,FIN,RST四个，其中SYN必须为1，余下的必须为0，第一次握手
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN,ACK 第二次握手
#错误包--tcp-flags ALL ALL  
--tcp_flags ALL NONE
--sport 1000          匹配源端口是1000的数据包
--sport 1000:3000     匹配源端口是1000-3000的数据包
--sport :3000         匹配源端口是3000及以下的数据包
--sport 1000:         匹配源端口是1000及以上的数据包
注意: --sport和--dport 必须配合-p <协议类型>使用

注意:

--sport和--dport 必须配合-p <协议类型>使用

端口可以使用的范围 0-65535

--sport  指明源端口，使用格式： --sport  端口或 端口1：端口2(端口1到端口2的连续端口范围指定)

--dport  指明目的端口，使用格式： --dport  端口或 端口1：端口2(端口1到端口2的连续端口范围指定)。

②ICMP

 ICMP类型匹配∶–icmp-type ICMP类型     #可以是字符串、数字代码
"Echo-Request"（代码为 8）表示 请求
"Echo-Reply"（代码为 0）表示 回复
"Destination-Unreachable"（代码为 3）表示 目标不可达
关于其它可用的 ICMP 协议类型，可以执行"iptables -p icmp -h"命令，查看帮助信息

图

要求：

                （192.168.10.101） 能ping通 （192.168.10.102）
                （192.168.10.102）不 能ping通 （192.168.10.101）

11、显示扩展模块

显示扩展即必须使用-m选项指明要调用的扩展模块名称，需要手动加载扩展模块

[-m matchname [per-match-options]]

①multiport扩展

以离散方式定义多端口匹配,最多指定15个端口

[!] --source-ports,--sports port[,port|,port:port]...
#指定多个源端口 逗号隔开
[!] --destination-ports,--dports port[,port|,port:port]...
# 指定多个目标端口 逗号隔开
[!] --ports port[,port|,port:port]...
#多个源或目标端

[root@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.10.102 -p tcp --dport 22,80 -j REJECT 
iptables v1.4.21: invalid port/service `22,80' specified
Try `iptables -h' or 'iptables --help' for more information.
[root@localhost ~]#iptables -A INPUT  -s 192.168.10.102 -p tcp -m multiport --dports 22,80,3306 -j REJECT 
[root@zzh ~]#iptables -vnL

②iprange扩展

指明连续的（但一般不是整个网络）ip地址范围

[!] --src-range from[-to] 源IP地址范围
[!] --dst-range from[-to] 目标IP地址范围

③mac地址

mac 模块可以指明源MAC地址,，适用于：PREROUTING, FORWARD，INPUT chains

--mac-source    源mac地址，只能指定源mac地址

-m   mac    [!] --mac-source XX:XX:XX:XX:XX:XX

④string 字符串

对报文中的应用层数据做字符串模式匹配检测

--algo {bm|kmp} 字符串匹配检测算法bm：Boyer-Moore           算法kmp：Knuth-Pratt-Morris   算法--from offset 开始查询的地方
--to offset   结束查询的地方[!] --string pattern 要检测的字符串模式
[!] --hex-string pattern要检测字符串模式，16进制格式

......

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比赛地址 : Tasks - Toyota Programming Contest 2024#2&#xff08;AtCoder Beginner Contest 341&#xff09; A . Print 341 模拟就好了 &#xff0c; 先放一个 1 , 然后放 n 个 01 ; #include<bits/stdc.h> #define IOS ios::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);cout…
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【Effective Objective - C 2.0】——读书笔记（五）

【Effective Objective - C 2.0】——读书笔记（五）

文章目录 二十九、理解引用计数三十、以ARC简化引用计数三十一、在dealloc方法中只释放引用并解除监听三十二、编写异常安全代码时留意内存管理问题三十三、以弱引用避免保留环三十四、以”自动释放池块“降低内存峰值三十五、用"僵尸对象"调试内存管理问题三十六、不…
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C++ 调用js 脚本

C++ 调用js 脚本

需求&#xff1a; 使用Qt/C 调用js 脚本。Qt 调用lua 脚本性能应该是最快的&#xff0c;但是需要引入第三方库&#xff0c;虽然也不是特别麻烦&#xff0c;但是调用js脚本&#xff0c;确实内置的功能&#xff08;C 调用lua 脚本-CSDN博客&#xff09; 步骤&#xff1a; 1&…
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解决elementUI固定列后，下方多了一条横线的问题

解决elementUI固定列后，下方多了一条横线的问题

最近遇到一个bug，如下图，el-table的操作列使用fixed属性固定后，下方多了一条横线： 我们将样式设置高优先，以覆盖内联样式，如下是less里使用穿透样式解决的办法： <style lang="less" scoped> /deep/ .el-table__fixed-right {height: 100
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unity学习（25）——客户端与服务器合力完成注册功能（7）逻辑流程彻底解决

unity学习（25）——客户端与服务器合力完成注册功能（7）逻辑流程彻底解决

在服务器LoginHandler类中&#xff1a; public void login(Session session, SocketModel model) {LoginDTO loginDto Coding<LoginDTO>.decode(model.Message);//MyLog.form.textAdd("用户申请登录" loginDto.userName " " loginDto.pass…
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Quartz---JobDataMap使用的两种方式

Quartz---JobDataMap使用的两种方式

任务调度执行原理图&#xff1a; JobDataMap的使用 JobDataMap是Quartz调度器中的一个重要组件&#xff0c;主要用于存储和传递与作业&#xff08;Job&#xff09;相关的数据。它是一个实现了Java Map接口的对象&#xff0c;可以用来保存一系列的序列化的对象。这些对象在作业执…
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