【Linux】iptables的应用

iptables

防火墙

防火墙是一种网络安全系统，它位于内部网络与外部网络（如互联网）之间，通过实施预定义的安全策略来控制网络间的通信。防火墙的主要目标是保护内部网络资源免受未经授权的访问、攻击或潜在威胁，同时允许合法的通信流量顺畅流动。以下是防火墙概念的关键要点：

网络边界保护：
防火墙作为内部网络与外部网络之间的逻辑或物理屏障，隔离两个不同信任级别的网络环境，限制未经授权的外部实体对内部网络资源（如服务器、工作站、应用程序等）的直接访问。
访问控制：
防火墙基于预先设定的安全规则（策略）对进出网络的数据包进行检查。这些规则通常基于多种属性，如源和目的IP地址、端口号、协议类型、数据包的内容（深度包检测，DPI）、连接状态（如新建、已建立、相关联的状态包）等。防火墙据此允许或拒绝数据包的传输，确保只有符合安全策略的流量才能通过。
安全策略实施：
防火墙有助于集中管理和实施企业的网络安全政策。管理员可以根据组织的安全需求定义详细的访问控制列表（ACL），这些列表规定了哪些服务、用户或设备可以进行网络交互，以及在何种条件下进行交互。防火墙通过强制执行这些策略来强化网络的整体安全态势。
攻击防范与入侵检测：
防火墙具备一定的抗攻击能力，能够识别并阻断常见的网络攻击，如端口扫描、DoS/DDoS攻击、恶意软件传播等。一些防火墙还集成了入侵检测系统（IDS）或入侵防御系统（IPS）功能，能够实时监测并响应潜在的攻击行为。
日志记录与审计：
防火墙记录通过其接口的所有网络活动，生成详细的日志信息。这些日志可用于安全审计、故障排查、合规性检查以及威胁分析。通过对日志数据的分析，管理员可以发现异常行为、识别潜在安全漏洞，并对安全策略进行调整。
网络地址转换（NAT）与虚拟专用网（VPN）支持：
许多防火墙还具备NAT功能，通过隐藏内部网络的实际IP地址、使用单一的公共IP地址对外通信，增强网络匿名性和安全性。此外，防火墙常常集成VPN服务，提供加密的远程访问通道，使远程用户或分支机构能够安全地接入内部网络。
多形态部署：
防火墙可以以多种形式存在，包括硬件防火墙（专用设备）、软件防火墙（运行在通用操作系统上的软件）、云防火墙（云服务商提供的服务）、以及分布式防火墙（如主机防火墙，保护单个主机）等。根据组织规模、网络架构和安全需求，可以选择合适的防火墙类型或组合使用。

总的来说，防火墙是现代网络安全体系中的核心组件之一，通过实施严格的访问控制、提供安全服务以及监控网络活动，确保网络资源的安全性和数据通信的保密性、完整性和可用性。

iptables简介

iptables是Linux内核提供的一种强大的防火墙工具，用于对进出系统的网络数据包进行过滤、转换和跟踪。它工作在网络层（IPv4/v6）和传输层（TCP/UDP），通过规则链（chains）和规则（rules）的组合来实现复杂的网络访问控制策略。

iptables架构

iptables由以下四部分组成：

四表（Tables）：iptables包含多个表，每个表负责不同的功能。常用表包括：
- filter 表：用于过滤数据包，决定是否接受、丢弃或转发。
- nat 表：用于网络地址转换（NAT），如源地址转换（SNAT）、目的地址转换（DNAT）。
- mangle 表：用于修改数据包的特定标志位或TTL值，通常用于QoS或路由标记。
- raw 表：用于处理数据包的“原始”状态，避免触发某些连接跟踪机制。
优先级：

当数据包抵达防火墙时，将依次应用raw、mangle、nat和filter表中对应链内的规则（如果有）如下图所示
五链（Chains）：
1. PREROUTING链：数据包到达防火墙（网络接口）后，在进行路由决策前处理。
2. INPUT链：数据包目的地为防火墙本机，且已通过路由决策，准备交付给本地进程前处理。
3. FORWARD链：数据包目的地不是防火墙本机，需要通过防火墙转发至其他网络时处理。
4. OUTPUT链：数据包由防火墙本机进程产生，即将离开防火墙前往网络接口时处理。
5. POSTROUTING链：数据包已经通过路由决策，即将离开防火墙网络接口前处理。

在这里插入图片描述

数据包匹配流程

数据包到达防火墙：数据包从外部网络到达防火墙的某个网络接口。
PREROUTING链：
- raw表：首先检查raw表中的规则。如果匹配到规则，可能会影响数据包的连接跟踪状态（如使用-j NOTRACK标记）。
- mangle表（可选）：如果mangle表中有针对PREROUTING链的规则，数据包会在这里接受元数据的修改。
- nat表：进行DNAT（目标地址转换）操作。如果数据包的目的地址是防火墙内某一服务的公网映射地址，此时会将其目标地址改为内部实际地址。
路由决策：完成PREROUTING链处理后，内核进行路由选择，确定数据包的下一跳或目标接口。
根据数据包目的地的不同，进入相应链：
- INPUT链：如果数据包的目标是防火墙本机，进入INPUT链。
  - mangle表（可选）：可能再次进行元数据修改。
  - filter表：执行入站安全策略，根据规则决定是否允许数据包到达本地进程。
- FORWARD链：如果数据包需要通过防火墙转发至其他网络，进入FORWARD链。
  - mangle表（可选）：可能进行QoS标记、策略路由等操作。
  - filter表：执行转发安全策略，决定是否允许数据包转发。
  - nat表（可选）：在某些情况下，可能会进行SNAT（源地址转换）或DNAT操作。
- OUTPUT链：如果数据包由防火墙本机进程产生，即将发送至外部网络，进入OUTPUT链。
  - mangle表（可选）：可能进行元数据修改。
  - nat表：进行SNAT操作，如源地址伪装，将源地址从私有IP改为公网IP。
  - filter表：执行出站安全策略，决定是否允许数据包离开本机。
POSTROUTING链：
- mangle表（可选）：最后一次机会进行元数据修改。
- nat表：进行最终的SNAT（如果在FORWARD链中未处理）或MASQUERADE（动态SNAT）操作。
数据包转发或丢弃：经过上述链的处理后，数据包根据规则匹配结果进行相应操作：
- 允许通过：数据包被转发至下一跳或目标网络接口。
- 拒绝：数据包被丢弃，防火墙可能发送ICMP错误消息（如端口不可达、禁止等）通知发送方。
- 其他操作：如重定向、LOG记录等。

iptables的使用

在CentOS 7系统中使用iptables，需要了解其基本命令结构、规则管理、服务管理以及如何配置持久化规则。以下是在CentOS 7中使用iptables的步骤和注意事项：

1. 确认系统防火墙状态

由于CentOS 7默认使用的是firewalld作为防火墙管理工具，若要使用iptables，首先需要确认firewalld的状态并决定是否停用它：

systemctl status firewalld

如果firewalld正在运行，可以停止并禁用它以避免与iptables冲突：

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service

2. 安装iptables及其服务支持

确保iptables和iptables-services包已安装：

yum install iptables-services

3. 管理iptables服务

启动iptables服务：

systemctl start iptables.service

设置iptables服务开机启动：

systemctl enable iptables.service

4. 配置iptables规则

iptables规则通过命令行直接操作，也可以编辑配置文件 /etc/sysconfig/iptables 来定制。规则的基本结构如下：

iptables [-t <表名>] [-A|I|D|R] <链名> [-i <入口设备>] [-o <出口设备>] [-p <协议>] [-s <源地址>] [-d <目标地址>] [-m <模块>] [--<模块参数>] [-j <目标动作>]

-t：指定要操作的表（filter、nat、mangle、raw）。
-A、-I、-D、-R：分别表示追加、插入、删除、替换规则。
<链名>：如INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING等。
-i、-o：指定数据包进入或离开的网络接口。
-p：指定协议（如tcp、udp、icmp）。
-s、-d：指定源IP地址和目标IP地址。
-m：加载额外的匹配模块，并指定其参数。
--<模块参数>：匹配模块的具体参数，如端口范围、标志位等。
- –sport 指定源端口号
- –dport 指定目的端口号
-j：指定规则匹配时采取的动作（如ACCEPT、DROP、REJECT、LOG、REDIRECT等）。
–line-numbers:查看规则时，显示规则的序号

ps:iptables命令可以配合多种匹配模块（通过-m选项指定）来实现更精细的规则制定。以下是一些常用的iptables模块及其参数：

1. state模块

用于匹配基于连接状态的数据包。常用参数包括：
- --state [NEW, ESTABLISHED, RELATED, INVALID]: 匹配具有指定连接状态的数据包。
  - NEW: 初始连接请求（如TCP SYN包）。
  - ESTABLISHED: 已经建立的连接。
  - RELATED: 与现有连接相关的数据包（如FTP数据连接）。
  - INVALID: 不符合已知连接状态的数据包。
2. string模块

用于匹配数据包载荷中的特定字符串。常用参数：
- --algo [bm|kmp]: 指定匹配算法（Boyer-Moore或Knuth-Morris-Pratt）。
- --string "pattern": 要匹配的字符串。
- --hex-string "hex_pattern": 要匹配的十六进制字符串。
- --fromoffset [offset]: 从载荷的指定偏移处开始匹配。
- --tooffset [offset]: 在载荷的指定偏移处结束匹配。
3. conntrack模块

扩展了对连接跟踪信息的匹配。常用参数：
- --ctstate [STATE_LIST]: 匹配具有指定连接跟踪状态的数据包，类似于state模块。
- --ctproto [PROTO]: 匹配指定协议的连接跟踪信息。
- --ctorigsrc [ADDRESS]: 匹配原始源地址。
- --ctorigdst [ADDRESS]: 匹配原始目标地址。
- --ctreplsrc [ADDRESS]: 匹配回复源地址。
- --ctrepldst [ADDRESS]: 匹配回复目标地址。
- --ctorigsrcport [PORT]: 匹配原始源端口。
- --ctorigdstport [PORT]: 匹配原始目标端口。
- --ctreplsrcport [PORT]: 匹配回复源端口。
- --ctrepldstport [PORT]: 匹配回复目标端口。
4. limit模块

用于限制匹配数据包的速率。常用参数：
- --limit [rate/second]: 指定每秒允许通过的最大匹配数据包数量。
- --limit-burst [number]: 设置初始突发包数，超出此数量后才开始限速。
- --limit-mask [mask]: 用于多IP地址限速时的掩码。
5. multiport模块

用于匹配多个端口。常用参数：
- --sports [port[,port]...]: 匹配源端口列表。
- --dports [port[,port]...]: 匹配目标端口列表。
6. tcp模块

针对TCP协议的特定参数。常用参数：
- --syn: 匹配TCP SYN包。
- --ack: 匹配TCP ACK包。
- --fin: 匹配TCP FIN包。
- --rst: 匹配TCP RST包。
- --tcp-flags [mask] [match]: 匹配特定TCP标志位。
7. udp模块

针对UDP协议的特定参数。虽然UDP协议相对简单，但使用udp模块可以确保只针对UDP数据包进行操作。

8. icmp模块
针对ICMP协议的特定参数。常用参数：
- --icmp-type [type/code]: 匹配指定类型的ICMP消息。
9. mac模块

匹配数据包的源MAC地址。常用参数：
- --mac-source [MAC_ADDRESS]: 匹配具有指定源MAC地址的数据包。
10. connbytes模块

根据连接的总字节数进行匹配。常用参数：
- --connbytes [mode:]value: 按照指定模式和数值进行匹配。
  - mode: 可以是packets、bytes、avgpkt。
  - value: 要匹配的数值。
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
控制类型使用大写字母，其余均为小写

增加（Add）规则

使用iptables -A（或iptables -I）命令在指定链的末尾（或指定位置）添加一条新的规则。以下是一个示例：

# 允许来自特定IP（192.168.1.100）的TCP流量访问本机的SSH服务（端口22）
iptables -A INPUT -s 192.168.1.100 -p tcp --dport 22  -j ACCEPT 
# 或者在链的开头插入规则（使用-I指定位置，如第1位）
iptables -I INPUT 1 -s 192.168.1.100 -p tcp --dport 22  -j ACCEPT

删除（Delete）规则

使用iptables -D命令根据规则描述删除已存在的规则。通常需要尽可能精确地复制待删除规则的全部参数：

# 删除允许特定IP访问SSH服务的规则
iptables -D INPUT -s 192.168.1.100 -p tcp --dport 22  -j ACCEPT

删除指定序号的iptables规则：

查看现有规则及其序号： 使用以下命令列出您希望操作的链（如 INPUT、OUTPUT 或 FORWARD）上的所有规则，并显示它们对应的序号：
```
1iptables -L [chain] --line-numbers
```
例如，要查看 INPUT 链的规则及其序号：

Bash
```
1iptables -L INPUT --line-numbers
```
删除指定序号的规则： 根据上一步得到的规则列表，确定要删除的规则的序号（例如，假设是序号为 X 的规则）。使用以下命令删除该规则：

Bash
```
iptables -D [chain] [rule-number]
```
以删除 INPUT 链上的第 X 条规则为例：

Bash
```
iptables -D INPUT X
```
这样，指定序号的规则就会从指定的链中被删除。

注意：

删除规则前务必确认您正在操作正确的序号，避免误删其他重要规则。
如果您在操作 nat 表或特定的自定义链，请记得加上 -t [table] 参数。例如，删除 nat 表中 PREROUTING 链的第 X 条规则：
```
iptables -t nat -D PREROUTING X
```

修改（Change）规则

iptables本身并不直接支持修改已存在的规则。要更改一条规则，通常需要先删除旧规则，再添加新规则。例如，要将上面允许特定IP访问SSH服务的规则更改为允许另一个IP（192.168.1.101）访问：

# 删除旧规则
iptables -D INPUT -s 192.168.1.100 -p tcp --dport 22  -j ACCEPT
# 添加新规则
iptables -A INPUT -s 192.168.1.101 -p tcp --dport 22  -j

5. 保存和应用规则

直接在命令行设置的iptables规则不会在系统重启后保留。要使其持久化，需要将当前规则保存到配置文件中：

service iptables save

或者：

iptables-save > /etc/sysconfig/iptables

6. 查看和清理规则

查看当前规则：

iptables -L [-t <表名>] [-v] [-n]

-v：显示详细信息。
-n：使用数字形式而非域名解析IP地址。

清除所有规则：

iptables -F [-t <表名>]

7. 配置iptables日志记录

要启用iptables的日志记录功能，通常需要配置syslog服务（如rsyslog）并修改iptables规则以使用LOG目标动作。具体步骤包括：

在/etc/rsyslog.conf或其他相关配置文件中添加规则，指定iptables日志的存储位置和格式。
在iptables规则中使用-j LOG指定记录日志，可能还需要配合使用-m limit模块限制日志速率。

8. 关闭SELinux

如果遇到与SELinux相关的访问限制问题，可以考虑暂时关闭SELinux以排除干扰。编辑/etc/selinux/config，将SELINUX=enforcing改为SELINUX=disabled，然后重启系统。但请注意，这会降低系统的整体安全级别，建议在熟悉SELinux后配置适当的布尔值或策略以与iptables协同工作。

9. 升级iptables

确保iptables及相关组件保持最新，可以通过yum update iptables*命令进行更新。

总结

在CentOS 7中使用iptables，需要先确认firewalld状态并决定是否停用，接着安装iptables服务支持包，启动并设置其开机启动。然后，通过iptables命令配置所需的安全规则，保存规则以实现持久化，并能查看和清理规则。如有需要，可以配置日志记录功能和管理SELinux设置。记得定期更新iptables以获取安全修复和新特性。

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