防火墙基础入门

防火墙概念

安全技术

入侵检测与管理系统（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，主要以提供报告和事后监督为主，提供有针对性的指导措 施和安全决策依据。一般采用旁路部署方式

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

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

防火墙的分类

主机防火墙：服务范围为当前主机
网络防火墙：服务范围为防火墙一侧的局域网
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，Checkpoint,NetScreen
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
网络层防火墙：OSI下面第三层 应用层防火墙/代理服务器：代理网关，OSI七层

网络防火墙

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

应用层防火墙

应用层防火墙/代理服务型防火墙（Proxy Service）
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
现实生产环境中所使用的防火墙一般都是二者结合体
即先检查网络数据，通过之后再送到应用层去检查

iptables的基本认识

iptables其实不是真正的防火墙，我们可以把它理解成一个客户端代理，用户通过iptables这个代理，将用户的安全设定执行到对应的"安全框架"中，这个"安全框架"才是真正的防 火墙，这个框架的名字叫netfilter
netfilter才是防火墙真正的安全框架（framework），netfilter位于内核空间。 iptables其实是一个命令行工具，位于用户空间，我们用这个工具操作真正的框架。
netfilter/iptables（下文中简称为iptables）组成Linux平台下的包过滤防火墙，与大多数的Linux软件一样，这个包过滤防火墙是免费的，它可以代替昂贵的商业防火墙解决方案， 完成封包过滤、封包重定向和网络地址转换（NAT）等功能。
Netfilter是Linux操作系统核心层内部的一个数据包处理模块，它具有如下功能： 网络地址转换(Network Address Translate) 数据包内容修改 以及数据包过滤的防火墙功能
所以说，虽然我们使用service iptables start启动iptables"服务"，但是其实准确的来说，iptables并没有一个守护进程，所以并不能算是真正意义上的服务，而应该算是内核提供的功能。

Netfilter组件

内核空间，集成在linux内核中
扩展各种网络服务的结构化底层框架
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
报文流向

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

防火墙工具

iptables
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 firewalld
CentOS 7引入了新的前端管理工具
管理工具：
firewall-cmd 命令行
firewall-config 图形

iptables组成

iptables由四个表和五个链以及一些规则组成
四个表table：filter、nat、mangle、raw
filter表:过滤规则表，根据预定义的规则过滤符合条件的数据包
nat表:network address translation 地址转换规则表
mangle:修改数据标记位规则表
Raw:关闭NAT表上启用的连接跟踪机制，加快封包穿越防火墙速度
优先级由高到低的顺序为:raw-->mangle-->nat-->filter

五个内置链chain
INPUT
OUTPUT
FORWARD
PREROUTING
POSTROUTING

Netfilter表、链对应关系

raw     表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，OUTPUT
mangle  表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT，POSTROUTING
nat     表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，OUTPUT，POSTROUTING（centos7中还有INPUT，centos6中没有）
filter  表中的规则可以被哪些链使用：INPUT，FORWARD，OUTPUT

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。

内核中数据包的传输过程

内核中数据包的传输过程
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
如果数据包就是进入本机的，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POSTROUTING链输出
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

iptables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
匹配条件：默认为与条件，同时满足基本匹配：IP,端口,TCP的Flags（SYN,ACK等）
扩展匹配：通过复杂高级功能匹配

处理动作：称为target，跳转目标内建处理动作：ACCEPT,DROP,REJECT,SNAT,DNAT MASQUERADE,MARK,LOG...
自定义处理动作：自定义chain，利用分类管理复杂情形
规则要添加在链上，才生效；添加在自定义上不会自动生效
链chain：
内置链：每个内置链对应于一个钩子函数
自定义链：用于对内置链进行扩展或补充，可实现更灵活的规则组织管理机制；只有Hook钩子调用自定义链时，才生效

iptables添加要点

iptables规则添加时考量点
要实现哪种功能：判断添加在哪张表上
报文流经的路径：判断添加在哪个链上
报文的流向：判断源和目的
匹配规则：业务需要
链上规则的次序，即为检查的次序，因此隐含一定的法则
同类规则(访问同一应用)，匹配范围小的放上面
不同类规则(访问不同应用)，匹配到报文频率较大的放上面
将那些可由一条规则描述的多个规则合并为一个
设置默认策略
实验环境准备：
Centos7:
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld. service
Centos6:
service iptables stop;
chkconfig iptables off

iptables命令

iptables [-t table] {-A|-C|-D} chain rule-specification
iptables [-t table] -I chain [rulenum] rule-specification
iptables [-t table] -R chain rulenum rule-specification
iptables [-t table] -D chain rulenum
iptables [-t table] -S [chain [rulenum]]
iptables [-t table] {-F|-L|-Z} [chain [rulenum]] [options...]
iptables [-t table] -N chain
iptables [-t table] -X [chain]
iptables [-t table] -P chain target
iptables [-t table] -E old-chain-name new-chain-name
rule-specification = [matches...] [target]
match = -m matchname [per-match-options]
target = -j targetname [per-target-options]

规则格式：

iptables [-t table] SUBCOMMAND chain [-m matchname [per-match-options]] -j targetname [per-targetoptions]

-t table： raw, mangle, nat, [filter]默认

SUBCOMMAND：
1、链管理：
-N：new, 自定义一条新的规则链
-D：delete，删除自定义的空的规则链
-P：Policy，设置默认策略；对filter表中的链而言，其默认策略有：
ACCEPT：接受
DROP：丢弃
-E：重命名自定义链；引用计数不为0的自定义链不能够被重命名， 也不能被删除
2、查看：
-L：list, 列出指定链上的所有规则，本选项须置后
-n：numberic，以数字格式显示地址和端口号
-v：verbose，详细信息
-vv 更详细
-x：exactly，显示计数器结果的精确值,而非单位转换后的
易读值
--line-numbers：显示规则的序号
常用组合：
--vnL
--vvnxL --line-numbers
-S selected,以iptables-save 命令格式显示链上规则
3、规则管理：
-A：append，追加
-I：insert, 插入，要指明插入至的规则编号，默认为第一条
-D：delete，删除
(1) 指明规则序号
(2) 指明规则本身
-R：replace，替换指定链上的指定规则编号
-F：flush，清空指定的规则链
-Z：zero，置零
iptables的每条规则都有两个计数器
(1) 匹配到的报文的个数
(2) 匹配到的所有报文的大小之和
chain：PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT， POSTROUTING

匹配条件

基本：通用的，PARAMETERS
扩展：需加载模块，MATCH EXTENTIONS
1、基本匹配条件：无需加载模块，由iptables/netfilter自行提供
[!] -s, --source address[/mask][,...]：源IP地址或范围
[!] -d, --destination address[/mask][,...]：目标IP地址或范围
[!] -p, --protocol protocol：指定协议，可使用数字如0（all） protocol: tcp, udp, icmp, icmpv6, udplite,esp, ah, sctp, mh or “all“ 参看：/etc/protocols
[!] -i, --in-interface name：报文流入的接口；只能应用于数据报文流入环节，只应用于INPUT、FORWARD、PREROUTING链
[!] -o, --out-interface name：报文流出的接口；只能应用于数据报文流出的环节，只应用于FORWARD、OUTPUT、POSTROUTING链
2 扩展匹配条件：需要加载扩展模块（/usr/lib64/xtables/*.so） ，方可生效
查看帮助 man iptables-extensions
(1)隐式扩展：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
tcp协议的扩展选项
[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配报文源端口, 可为端口范围
[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配报文目标 端口,可为范围
[!] --tcp-flags mask comp
mask 需检查的标志位列表，用,分隔
例如 SYN,ACK,FIN,RST
comp 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扩展选项

示例：
--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
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN,ACK
--tcp-flags ALL ALL
--tcp_flags ALL NONE
[!] --syn：用于匹配第一次握手
相当于：--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN

udp、icmp拓展选项

udp
[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配报文的 源端口；可以是端口范围
[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配报 文的目标端口；可以是端口范围

icmp
[!] --icmp-type {type[/code]|typename}
type/code
0/0 echo-reply icmp应答
8/0 echo-request icmp请求
(2)显式扩展：必须使用-m选项指明要调用的扩展模块的扩展机制，要手动加载扩展模块

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

处理动作

-j targetname [per-target-options]
简单： ACCEPT，DROP
扩展： REJECT：--reject-with:icmp-port-unreachable默认
RETURN：返回调用链
REDIRECT：端口重定向
LOG：记录日志，dmesg
MARK：做防火墙标记
DNAT：目标地址转换
SNAT：源地址转换
MASQUERADE：地址伪装 ...
自定义链：

规则扩展

显式扩展：必须显式地指明使用的扩展模块进行的扩展
使用帮助：
CentOS 6: man iptables
CentOS 7: man iptables-extensions
1、multiport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
[!] --destination-ports,--dports port[,port|,port:port]... 指定多个目标端口
[!] --ports port[,port|,port:port]...多个源或目标端口
示例：
iptables -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.10 -p tcp -m multiport --dports 20:22,80 -j ACCEPT

2、iprange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
示例：
iptables -A INPUT -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 80 -m iprange --src-range 172.16.100.5-172.16.100.10 -j DROP

3、mac扩展
指明源MAC地址
适用于：PREROUTING, FORWARD，INPUT chains
[!] --mac-source XX:XX:XX:XX:XX:XX
示例：
iptables -A INPUT -s 172.16.0.100 -m mac --macsource 00:50:56:12:34:56 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 172.16.0.100 -j REJECT

4、string扩展
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
kmp：Knuth-Pratt-Morris
--from offset 开始偏移
--to offset 结束偏移
[!] --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
示例：
iptables -A OUTPUT -s 172.16.100.10 -d 0/0 -p tcp --sport 80 -m string --algo bm --string “google" -j REJECT

5、time扩展
根据将报文到达的时间与指定的时间范围进行匹配
--datestart YYYY[-MM[-DD[Thh[:mm[:ss]]]]] 日期
--datestop YYYY[-MM[-DD[Thh[:mm[:ss]]]]]
--timestart hh:mm[:ss] 时间
--timestop hh:mm[:ss]
[!] --monthdays day[,day...] 每个月的几号
[!] --weekdays day[,day...] 星期几
--kerneltz：内核时区，不建议使用，CentOS7系统默认为UTC
注意： centos6 不支持kerneltz ，--localtz指定本地时区(默认)
示例：
iptables -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 80 -m time --timestart 14:30 --timestop 18:30 --weekdays Sat,Sun --kerneltz -j DROP

6、connlimit扩展
根据每客户端IP做并发连接数数量匹配
可防止CC(Challenge Collapsar挑战黑洞)攻击
--connlimit-upto n：连接的数量小于等于n时匹配
--connlimit-above n：连接的数量大于n时匹配
通常分别与默认的拒绝或允许策略配合使用
示例：
iptables -A INPUT -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 22 -m connlimit --connlimit-above 2 -j REJECT

7、limit扩展
基于收发报文的速率做匹配
令牌桶过滤器
--limit rate[/second|/minute|/hour|/day]
--limit-burst number
示例：

iptables -I INPUT -d 172.16.100.10 -p icmp --icmptype 8 -m limit --limit 3/minute --limit-burst 5 -j ACCEPT 
#在默认filter表中插入规则，目标地址为172.16.100.10的icmp协议的请求报文数量达到5个以后限制没分钟接受3个

iptables -I INPUT 2 -p icmp -j REJECT

8、state扩展
根据”连接追踪机制“去检查连接的状态，较耗资源
conntrack机制：追踪本机上的请求和响应之间的关系
状态有如下几种：
NEW：新发出请求；连接追踪信息库中不存在此连接的相关信息条目，因此，将其识别为第一次发出的请求
ESTABLISHED：NEW状态之后，连接追踪信息库中为其建立的条目失效之前期间内所进行的通信状态
RELATED：新发起的但与已有连接相关联的连接，
如： ftp协议中的数据连接与命令连接之间的关系
INVALID：无效的连接，如flag标记不正确
UNTRACKED：未进行追踪的连接，如raw表中关闭追踪
[!] --state state
示例：
iptables -A INPUT -d 172.16.100.10 -p tcp -m multiport -dports 22,80 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -s 172.16.100.10 -p tcp -m multiport -sports 22,80 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
已经追踪到的并记录下来的连接信息库
/proc/net/nf_conntrack
调整连接追踪功能所能够容纳的最大连接数量
/proc/sys/net/nf_conntrack_max
不同的协议的连接追踪时长
/proc/sys/net/netfilter/
注意：CentOS7 需要加载模块：
modprobe nf_conntrack

iptables的链接跟踪表最大容量为/proc/sys/net/nf_conntrack_max，各种状态的超时链接会从表中删除；当模板满载时，后续连接可能会超时
解决方法两个：
(1) 加大nf_conntrack_max 值

vi /etc/sysctl.conf 
net.nf_conntrack_max = 393216 
net.netfilter.nf_conntrack_max = 393216 

(2) 降低 nf_conntrack timeout时间

vi /etc/sysctl.conf 
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established = 300 
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_time_wait = 120 
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_close_wait = 60 
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_fin_wait = 120 
iptables -t nat -L -n

开放被动模式的ftp服务

(1) 装载ftp连接追踪的专用模块：
跟踪模块路径：/lib/modules/kernelversion/kernel/net/netfilter
vim /etc/sysconfig/iptables-config 配置文件
IPTABLES_MODULES=" nf_conntrack_ftp "
modproble nf_conntrack_ftp #加载模块命令
(2) 放行请求报文：
命令连接：NEW, ESTABLISHED
数据连接：RELATED, ESTABLISHED

iptables –I INPUT -d LocalIP -p tcp -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT 
#加入规则，允许目标端口为本机的TCP协议已经建立链接，和相关的数据
iptables -A INPUT -d LocalIP -p tcp --dport 21 -m state -state NEW -j ACCEPT
#开放本机TCP21端口的请求数据

(3) 放行响应报文：
iptables -I OUTPUT -s LocalIP -p tcp -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

开放被动模式的ftp服务示例：
yum install vsftpd
systemctl start vsftpd
modprobe nf_conntrack_ftp
iptables -F
iptables -A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 21 -m state -state NEW -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -P INPUT DROP
iptables -P OUTPUT DROP
iptables -vnL

Target

ACCEPT， DROP， REJECT， RETURN
LOG， SNAT， DNAT， REDIRECT， MASQUERADE，..
LOG: 非中断target,本身不拒绝和允许,放在拒绝和允许规则前
并将日志记录在/var/log/messages系统日志中
--log-level level 级别： emerg, alert, crit, error, warning, notice, info or debug
--log-prefix prefix 日志前缀，用于区别不同的日志，最多29个字符
示例：
iptables -I INPUT -s 10.0.1.0/24 -p tcp -m multimport -dports 80,21,22,23 -m state --state NEW -j LOG -log-prefix "new connections: "

规则优化

任何不允许的访问，应该在请求到达时给予拒绝
规则在链接上的次序即为其检查时的生效次序
基于上述，规则优化
1 安全放行所有入站和出站的状态为ESTABLISHED状态连接
2 谨慎放行入站的新请求
3 有特殊目的限制访问功能，要在放行规则之前加以拒绝
4 同类规则（访问同一应用），匹配范围小的放在前面，用于特 殊处理
5 不同类的规则（访问不同应用），匹配范围大的放在前面
6 应该将那些可由一条规则能够描述的多个规则合并为一条
7 设置默认策略，建议白名单（只放行特定连接）
1） iptables -P，不建议(系统默认规则)
2） 建议在规则的最后定义规则做为默认策略

规则有效期限

使用iptables命令定义的规则，手动删除之前，其生效期限为 kernel存活期限（和内存一样，关机就丢失了）
保存规则：
保存规则至指定的文件
CentOS 6
service iptables save
将规则覆盖保存至/etc/sysconfig/iptables文件中

[root@Centos6 ~]#iptables -I INPUT -s 172.18.45.6 -p icmp -j REJECT
#在INPUT链中添加规则拒绝源IP地址为172.18.45.6的icmp协议数据
[root@Centos6 ~]#service iptables save
iptables: Saving firewall rules to
/etc/sysconfig/iptables:[  OK  ]
#将现有的防火墙策略覆盖到/etc/sysconfig/iptables 文件中
[root@Centos6 ~]#cat /etc/sysconfig/iptables
# Generated by iptables-save v1.4.7 on Fri Oct 20 07:16:46 2017
*filter
:INPUT ACCEPT [147:11915]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [49:5736]
-A INPUT -s 172.18.45.6/32 -p icmp -j REJECT --reject-with icmp-port-unreachable 
COMMIT
# Completed on Fri Oct 20 07:16:46 2017

CentOS 7
在CentOS7中，已经不再使用init风格的脚本启动服务，而是使用unit文件，就不能再使用service命令了，所以在CentOS7中并不支持service iptables save命令。同时在CentOS7中，使用了firewalld替代了原来的iptables service。CentOS7中仍然默认安装了iptables，但是没有iptables-service包，在yum安装iptables-service之后，仍然可以使用原有的命令service iptables save来保存iptables规则，而且文件保存的位置同样在/etc/sysconfig/iptables文件中。
CentOS7中默认使用的防火墙控制工具是firewalld，如果要继续使用iptables来控制防火墙的话，最好先把firewalld服务禁掉。

yum install -y iptables-service
#安装iptables服务包
systemctl stop firewalld
#禁用firewalld服务
systemctl disable firewalld
#禁止firewalld服务开机自动启动
systemctl start iptables
systemctl enable iptables
#开启iptables服务，设置iptables服务开机启动

CentOS的防火墙规则可用下面方法保存规则
iptables -S > /PATH/TO/SOME_RULES_FILE
iptables-save > /PATH/TO/SOME_RULES_FILE

规则载入

CentOS 6：
service iptables restart
会自动从/etc/sysconfig/iptables 重新载入规则
CentOS 7
重新载入预存规则文件中规则：
iptables-restore < /PATH/FROM/SOME_RULES_FILE
-n, --noflush：不清除原有规则
-t, --test：仅分析生成规则集，但不提交
开机自动重载规则文件中的规则：
(1) 用脚本保存各iptables命令；让此脚本开机后自动运行
/etc/rc.d/rc.local文件中添加脚本路径 /PATH/TO/SOME_SCRIPT_FILE
(2) 用规则文件保存各规则，开机时自动载入此规则文件中的规则 /etc/rc.d/rc.local文件添加
iptables-restore < /PATH/FROM/IPTABLES_RULES_FILE
(3)自定义Unit File，进行iptables-restore

网络防火墙

iptables/netfilter网络防火墙：
(1) 充当网关
(2) 使用filter表的FORWARD链

注意的问题：
(1) 请求-响应报文均会经由FORWARD链，要注意规则的方向性
(2) 如果要启用conntrack机制，建议将双方向的状态为ESTABLISHED的报文直接放行

NAT

NAT: network address translation，网络地址转换，通俗来讲就是修改报文的IP地址，NAT功能通常会被集成到路由器、防火墙、或者独立的NAT设备中。
PREROUTING，INPUT，OUTPUT，POSTROUTING
请求报文：修改源/目标IP，由定义如何修改
响应报文：修改源/目标IP，根据跟踪机制自动实现

SNAT原理

SNAT：source NAT POSTROUTING, INPUT（网络源地址转换）
让本地网络中的主机通过某一特定地址访问外部网络，实现地址伪装
请求报文：修改源IP，发生在POSTROUTING链

假设，网络内部有10台主机，它们有各自的IP地址，当网络内部的主机与其他网络中的主机通讯时，则会暴露自己的IP地址，如果我们想要隐藏这些主机的IP地址，该怎么办呢？可以这样办，如下。
当网络内部的主机向网络外部主机发送报文时，报文会经过防火墙或路由器，当报文经过防火墙或路由器时，将报文的源IP修改为防火墙或者路由器的IP地址，当其他网络中的主机收到这些报文时，显示的源IP地址则是路由器或者防火墙的，而不是那10台主机的IP地址，这样，就起到隐藏网络内部主机IP的作用，当网络内部主机的报文经过路由器时，路由器会维护一张NAT表，表中记录了报文来自于哪个内部主机的哪个进程（内部主机IP+端口），当报文经过路由器时，路由器会将报文的内部主机源IP替换为路由器的IP地址，把源端口也映射为某个端口，NAT表会把这种对应关系记录下来。
于是，外部主机收到报文时，源IP与源端口显示的都是路由的IP与端口，当外部网络中的主机进行回应时，外部主机将响应报文发送给路由器，路由器根据刚才NAT表中的映射记录，将响应报文中的目标IP与目标端口再改为内部主机的IP与端口号，然后再将响应报文发送给内部网络中的主机。整个过程中，外部主机都不知道内部主机的IP地址，内部主机还能与外部主机通讯，于是起到了隐藏网络内主机IP的作用。
上述整个过程中，就用到了NAT功能，准确的说是用到了NAPT功能，NAPT是NAT的一种，全称为Network Address Port Translation，说白了就是映射报文IP地址的同时还会映射其端口号，就像刚才描述的过程一样。
刚才描述的过程中，"IP地址的转换"一共发生了两次。
内部网络的报文发送出去时，报文的源IP会被修改，也就是源地址转换：Source Network ddress Translation，缩写为SNAT。
外部网络的报文响应时，响应报文的目标IP会再次被修改，也就是目标地址转换：estinationnetwork address translation，缩写为DNAT。
但是，上述"整个过程"被称为SNAT，因为"整个过程"的前半段使用了SNAT，如果上述"整个过程"的前半段使用了DNAT，则整个过程被称为DNAT，也就是说，整个过程被称为SNAT还是DNAT，取决于整个过程的前半段使用了SNAT还是DNAT。
其实刚才描述的场景不仅仅能够隐藏网络内部主机的IP地址，还能够让局域网内的主机共享公网IP，让使用私网IP的主机能够访问互联网。
比如，整个公司只有一个公网IP，但是整个公司有10台电脑，我们怎样能让这10台电脑都访问互联网呢？我们可以为这10台电脑都配置上各自的私网IP，比如"192.168"这种私网IP，但是互联网是不会路由私网IP的，如果想要访问互联网，则必须使用公网IP，那么，我们就需要想办法，能让这10台主机共享公司仅有的一个公网IP，没错，这与刚才描述的场景其实完全一致，我们只要在路由器上配置公网IP，在私网主机访问公网服务时，报文经过路由器，路由器将报文中的私网IP与端口号进行修改和映射，将其映射为公网IP与端口号，这时，内网主机即可共享公网IP访问互联网上的服务了。
写法：
nat表的target：
SNAT：固定IP
--to-source [ipaddr[-ipaddr]][:port[-port]]
--random
iptables -t nat -A POSTROUTING -s LocalNET ! -d LocalNet -j SNAT --to-source ExtIP
示例：

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.0.1.0/24 ! – d 10.0.1.0/24 -j SNAT --to-source 172.18.100.6，172.18.100.9

MASQUERADE：有些公司的具有外网的主机的IP地址为动态IP，如拨号网络，拨号网络每次断开重连主机的IP地址都会变化，那么就意味着每次IP地址发生变化就要手动的去进行上文中SANT的防火墙配置。MASQUERADE可以解决这个问题。
--to-ports port[-port]
--random
iptables -t nat -A POSTROUTING -s LocalNET ! -d LocalNet -j MASQUERADE
示例：

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.0.1.0/24 ! – d 10.0.1.0/24 -j MASQUERADE 

DNAT原理

DNAT：destination NAT PREROUTING , OUTPUT 把本地网络中的主机上的某服务开放给外部网络访问(发布服务和端口映射)，但隐藏真实IP
请求报文：修改目标IP,发生在PREROUTING链

场景1中，我们描述的过程为SNAT的过程，虽然其过程中也牵扯到DNAT，但是由于整个过程的前半段使用了SNAT，所以整个过程称之为SNAT，那么在什么情况下，整个过程能称之为DNAT呢？
没错，当整个过程的前半段使用了DNAT时，整个过程被称为DNAT，具体场景如下。
公司有自己的局域网，网络中有两台主机作为服务器，主机1提供web服务，主机2提供数据库服务，但是这两台服务器在局域网中使用私有IP地址，只能被局域网内的主机访问，互联网无法访问到这两台服务器，整个公司只有一个可用的公网IP，怎样通过这个公网IP访问到内网中的这些服务呢？我们可以将这个公网IP配置到公司的某台主机或路由器上，然后对外宣称，这个IP地址对外提供web服务与数据库服务，于是互联网主机将请求报文发送给这公网 IP地址，也就是说，此时报文中的目标IP为公网IP，当路由器收到报文后，将报文的目标地址改为对应的私网地址，比如，如果报文的目标IP与端口号为：公网IP+3306，我们就将报文的目标地址与端口改为：主机2的私网IP+3306，同理，公网IP+80端口映射为主机1的私网IP+80端口，当私网中的主机回应对应请求报文时，再将回应报文的源地址从私网IP+端口号映射为公网IP+端口号，再由路由器或公网主机发送给互联网中的主机。
上述过程也牵扯到DNAT与SNAT，但是由于整个过程的前半段使用了DNAT，所以上述过程被称为DNAT
其实，不管是SNAT还是DNAT，都起到了隐藏内部主机IP的作用。
写法：
DNAT
--to-destination [ipaddr[-ipaddr]][:port[-port]]
iptables -t nat -A PREROUTING -d ExtIP -p tcp|udp --dport PORT -j DNAT --to-destination InterSeverIP[:PORT]
示例：

iptables -t nat -A PREROUTING -s 0/0 -d 172.18.100.6 -p tcp --dport 22 -j DNAT --todestination 10.0.1.22
iptables -t nat -A PREROUTING -s 0/0 -d 172.18.100.6 -p tcp --dport 80 -j DNAT --todestination 10.0.1.22:8080

PNAT: port nat，端口和IP都进行修改

转发

REDIRECT：
NAT表
可用于：PREROUTING OUTPUT 自定义链
通过改变目标IP和端口，将接受的包转发至不同地址 --to-ports port[-port]
示例：

iptables -t nat -A PREROUTING -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 80 -j REDIRECT --to-ports 8080

firewalld服务

firewalld是CentOS 7.0新推出的管理netfilter的工具
firewalld是配置和监控防火墙规则的系统守护进程。可以实 现iptables,ip6tables,ebtables的功能
firewalld服务由firewalld包提供
firewalld支持划分区域zone,每个zone可以设置独立的防火墙 规则

归入zone顺序：
先根据数据包中源地址，将其纳为某个zone
纳为网络接口所属zone
纳入默认zone，默认为public zone,管理员可以改为其它zone
网卡默认属于public zone,lo网络接口属于trusted zone

firewalld zone分类

zone名称	默认配置
trusted	允许所有流量
home	拒绝除和传出流量相关的，以及ssh，,mdsn,ipp-client,samba-client,dhcpv6-client预定义服务之外 其它所有传入流量
internal	和home相同
work	拒绝除和传出流量相关的，以及ssh，ipp-client，dhcpv6-client预定义服务之外其他所有传入流量
public	拒绝除和传出流量相关的，以及ssh，dhcp6-client预定义服务之外的其他所有流量，新加的网卡默认属于public zone
external	拒绝除和传出流量相关的，以及shh预定义服务之外的其他所有传入流量，属于external zone的传出ipv4流量源地址将被伪装为传出网卡的地址
dmz	拒绝和传出流量相关的，以及ssh预定义服务之外的其他所有传入流量
block	拒绝和传出流量相关的所有传入流量
drop	拒绝除和传出流量相关的所有传入流量（甚至不宜ICMP错误进行回应）

预定义服务

服务名称	配置
ssh	Local SSH server. Traffic to 22/tcp
dhcpv6-client	Local DHCPv6 client. Traffic to 546/udp on the fe80::/64 IPv6 network
ipp-client	Local IPP printing. Traffic to 631/udp
samba-client	Local Windows file and print sharing client. Traffic to 137/udp and 138/udp.
mdns	Multicast DNS (mDNS) local-link name resolution. Traffic to 5353/udp to the 224.0.0.251 (IPv4) or ff02::fb (IPv6) multicast addresses.

firewalld配置

firewall-cmd --get-services 查看预定义服务列表
/usr/lib/firewalld/services/*.xml预定义服务的配置
三种配置方法
firewall-config （firewall-config包）图形工具
firewall-cmd （firewalld包）命令行工具
/etc/firewalld 配置文件，一般不建议

firewalld-cmd命令选项

--get-zones 列出所有可用区域
--get-default-zone 查询默认区域
--set-default-zone=<ZONE> 设置默认区域
--get-active-zones 列出当前正使用的区域
--add-source=<CIDR>[--zone=<ZONE>] 添加源地 址的流量到指定区域，如果无--zone= 选项，使用默认区域
--remove-source=<CIDR> [--zone=<ZONE>] 从指定区 域中删除源地址的流量，如果无--zone= 选项，使用默认区 域
--add-interface=<INTERFACE>[--zone=<ZONE>] 添 加来自于指定接口的流量到特定区域，如果无--zone= 选项 ，使用默认区域
--change-interface=<INTERFACE>[--zone=<ZONE>] 改变指定接口至新的区域，如果无--zone= 选项，使用 默认区域
--list-all [--zone=<ZONE>] 列出指定区域的所有配置信 息，包括接口，源地址，端口，服务等，如果无--zone= 选 项，使用默认区域
--add-service=<SERVICE> [--zone=<ZONE>] 允许服务 的流量通过，如果无--zone= 选项，使用默认区域
--add-port=<PORT/PROTOCOL>[--zone=<ZONE>] 允 许指定端口和协议的流量，如果无--zone= 选项，使用默认 区域
--remove-service=<SERVICE> [--zone=<ZONE>] 从 区域中删除指定服务，禁止该服务流量，如果无--zone= 选 项，使用默认区域
--remove-port=<PORT/PROTOCOL>[--zone=<ZONE>] 从区域中删除指定端口和协议，禁止该端口的流量，如果 无--zone= 选项，使用默认区域
--reload 删除当前运行时配置，应用加载永久配置

firewalld-cmd命令示例

查看默认
zone firewall-cmd --get-default-zone
默认zone设为dmz
firewall-cmd --set-default-zone=dmz
在internal zone中增加源地址192.168.0.0/24的永久规则
firewall-cmd --permanent --zone=internal -add-source=192.168.0.0/24
在internal zone中增加协议mysql的永久规则
firewall-cmd --permanent –zone=internal --addservice=mysql
加载新规则以生效
firewall-cmd --reload

实验：配置firewalld

systemctl mask iptables #使用umask取消屏蔽
systemctl mask ip6tables
systemctl status firewalld
systemctl enable firewalld
systemctl start firewalld
firewall-cmd --get-default-zone
firewall-cmd --set-default-zone public
firewall-cmd --permanent --zone=public --list-all
firewall-cmd --permanent --zone=public --addport 8080/tcp
firewall-cmd ---reload

其他规则

当基本firewalld语法规则不能满足要求时，可以使用以下更 复杂的规则
rich-rules 富规则，功能强,表达性语言
Direct configuration rules 直接规则，灵活性差
帮助：man 5 firewalld.direct

管理rich规则

rich规则比基本的firewalld语法实现更强的功能，不仅实现 允许/拒绝，还可以实现日志syslog和auditd，也可以实现端 口转发，伪装和限制速率
rich语法：
rule
[source]
[destination]
service|port|protocol|icmp-block|masquerade|forward-port
[log]
[audit]
[accept|reject|drop]
man 5 firewalld.richlanguage

规则

规则实施顺序：
该区域的端口转发，伪造规则
该区域的日志规则
该区域的允许规则
该区域的拒绝规则
每个匹配的规则生效，所有规则都不匹配，该区域默认规则 生效

选项	描述
--add-rich-rule='<RULE>'	Add <RULE> to the specified zone, or the default zone if no zone is specified.
--remove-rich-rule='<RULE>'	Remove <RULE> to the specified zone, or the default zone if no zone is specified.
--query-rich-rule='<RULE>'	Query if <RULE> has been added to the specified zone, or the default zone if no zone is specified. Returns 0 if the rule is present, otherwise 1.
--list-rich-rules	Outputs all rich rules for the specified zone, or the default zone if no zone is specified.

rich规则示例

拒绝从192.168.0.11的所有流量，当address 选项使用
source 或 destination时，必须用family= ipv4 |ipv6.
firewall-cmd --permanent --zone=classroom --add-richrule='rule family=ipv4 source address=192.168.0.11/32 reject'
限制每分钟只有两个连接到ftp服务
firewall-cmd --add-rich-rule='rule service name=ftp limit value=2/m accept'
抛弃esp（ IPsec 体系中的一种主要协议）协议的所有数据包
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule protocol value=esp drop'
接受所有192.168.1.0/24子网端口范置7900-7905的TCP流量
firewall-cmd --permanent --zone=vnc --add-rich-rule='rule family=ipv4 source address=192.168.1.0/24 port port=79007905 protocol=tcp accept'

rich日志规则

log [prefix="<PREFIX TEXT>" [level=<LOGLEVEL>]
[limit value="<RATE/DURATION>"]
<LOGLEVEL> 可以是 emerg,alert, crit, error, warning, notice, info, debug.
<DURATION> s：秒, m：分钟, h：小时, d：天
audit [limit value="<RATE/DURATION>"]
示例：
接受ssh新连接，记录日志到syslog的notice级别，每分钟最多三条信息
firewall-cmd --permanent --zone=work --add-richrule='rule service name="ssh" log prefix="ssh " level="notice" limit value="3/m" accept
从2001:db8::/64子网的DNS连接在5分钟内被拒绝，并记 录到日志到audit,每小时最大记录一条信息。
firewall-cmd --add-rich-rule='rule family=ipv6 source address="2001:db8::/64" service name="dns" audit limit value="1/h" reject' --timeout=300
示例：
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family=ipv4 source address=172.25.X.10/32 service name="http" log level=notice prefix="NEW HTTP " limit value="3/s" accept'
firewall-cmd --reload
tail -f /var/log/messages
curl http://serverX.example.com

伪造和端口转发

NAT网络地址转换，firewalld支持伪造和端口转发两种NAT 方式
伪造NAT
firewall-cmd --permanent --zone=<ZONE> --addmasquerade
firewall-cmd --permanent --zone=<ZONE> --addrich-rule='rule family=ipv4 source address=192.168.0.0/24 masquerade'

端口转发

端口转发：将发往本机的特定端口的流量转发到本机或不同 机器的另一个端口。通常要配合地址伪造才能实现
firewall-cmd --permanent --zone=<ZONE> --addforwardport=port=<PORTNUMBER>:proto=<PROTOCOL>[:topor t=<PORTNUMBER>][:toaddr=]
说明：toport= 和toaddr= 至少要指定一个
示例：
转发传入的连接513/TCP，到访火墙的132/TCP到public zone 的192.168.0.254
firewall-cmd --permanent --zone=public --addforward-port=port=513:proto=tcp:toport=132:toaddr= 192.168.0.254

rich规则

rich规则语法：
forward-port port=<PORTNUM> protocol=tcp|udp [toport=<PORTNUM>][to-addr=
示例：
转发从192.168.0.0/26来的，发往80/TCP的流量到防火墙的 端口8080/TCP
firewall-cmd --permanent --zone=work --add-richrule='rule family=ipv4 source address=192.168.0.0/26 forward-port port=80 protocol=tcp to-port=8080'
示例：
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule 'rule family=ipv4 source address=172.25.X.10/32 forwardport port=443 protocol=tcp to-port=22'
firewall-cmd --reload
ssh -p 443 serverX.example.com