8张图带你了解iptables的前世今生

1 安全技术和防火墙

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,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。

1.2 防火墙的分类

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

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 TMG

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

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，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

提示: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

2 Linux 防火墙的基本认识

2.1 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

Netfilter官网文档:https://netfilter.org/documentation/

[root@centos8 ~]#grep -m 10 NETFILTER /boot/config-4.18.0-240.15.1.el8_3.x86_64
CONFIG_NETFILTER=y
CONFIG_NETFILTER_ADVANCED=y
CONFIG_BRIDGE_NETFILTER=m
CONFIG_NETFILTER_INGRESS=y
CONFIG_NETFILTER_NETLINK=m
CONFIG_NETFILTER_FAMILY_BRIDGE=y
CONFIG_NETFILTER_FAMILY_ARP=y
# CONFIG_NETFILTER_NETLINK_ACCT is not set
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_QUEUE=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_LOG=m
[root@centos8 ~]#


root@ubuntu20:~# grep -m 10 NETFILTER /boot/config-5.8.0-50-generic
CONFIG_NETFILTER=y
CONFIG_NETFILTER_ADVANCED=y
CONFIG_BRIDGE_NETFILTER=m
CONFIG_NETFILTER_INGRESS=y
CONFIG_NETFILTER_NETLINK=m
CONFIG_NETFILTER_FAMILY_BRIDGE=y
CONFIG_NETFILTER_FAMILY_ARP=y
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_ACCT=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_QUEUE=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_LOG=m
root@ubuntu20:~#

[root@centos7 ~]# grep -m 10 NETFILTER /boot/config-3.10.0-1160.el7.x86_64
CONFIG_NETFILTER=y
# CONFIG_NETFILTER_DEBUG is not set
CONFIG_NETFILTER_ADVANCED=y
CONFIG_BRIDGE_NETFILTER=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_ACCT=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_QUEUE=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_LOG=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_QUEUE_CT=y
CONFIG_NETFILTER_SYNPROXY=m
[root@centos7 ~]#

2.2 防火墙工具介绍

2.2.1 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@centos8 ~]#yum -y install iptables
[root@centos8 ~]#rpm -qi iptables
Name        : iptables
Version     : 1.8.4
Release     : 15.el8_3.3
Architecture: x86_64
Install Date: Tue 11 May 2021 09:32:18 AM CST
Group       : Unspecified
Size        : 1992105
License     : GPLv2 and Artistic 2.0 and ISC
Signature   : RSA/SHA256, Fri 18 Dec 2020 09:02:38 AM CST, Key ID 05b555b38483c65d
Source RPM  : iptables-1.8.4-15.el8_3.3.src.rpm
Build Date  : Fri 18 Dec 2020 07:27:23 AM CST
Build Host  : x86-02.mbox.centos.org
Relocations : (not relocatable)
Packager    : CentOS Buildsys <bugs@centos.org>
Vendor      : CentOS
URL         : http://www.netfilter.org/projects/iptables
Summary     : Tools for managing Linux kernel packet filtering capabilities
Description :
The iptables utility controls the network packet filtering code in the
Linux kernel. If you need to set up firewalls and/or IP masquerading,
you should either install nftables or this package.

Note: This package contains the nftables-based variants of iptables and
ip6tables, which are drop-in replacements of the legacy tools.
[root@centos8 ~]#

[root@centos8 ~]#iptables --version
iptables v1.8.4 (nf_tables)
[root@centos8 ~]#ll /usr/sbin/iptables
lrwxrwxrwx 1 root root 17 Dec 18 07:27 /usr/sbin/iptables -> xtables-nft-multi*
[root@centos8 ~]#


root@ubuntu20:~# iptables --version
iptables v1.8.5 (nf_tables)
root@ubuntu20:~# ll /usr/sbin/iptables
lrwxrwxrwx 1 root root 26  4月 30 16:25 /usr/sbin/iptables -> /etc/alternatives/iptables*
root@ubuntu20:~#

[root@centos7 ~]# yum -y install iptables
[root@centos7 ~]# iptables --version
iptables v1.4.21
[root@centos7 ~]# ll /usr/sbin/iptables
lrwxrwxrwx. 1 root root 13 3月  25 10:18 /usr/sbin/iptables -> xtables-multi
[root@centos7 ~]#

示例：安装 iptables 的 service 包

[root@centos8 ~]#dnf -y install iptables-services
[root@centos8 ~]#rpm -ql iptables-services
/etc/sysconfig/ip6tables
/etc/sysconfig/iptables
/usr/lib/systemd/system/ip6tables.service
/usr/lib/systemd/system/iptables.service
/usr/libexec/initscripts/legacy-actions/ip6tables
/usr/libexec/initscripts/legacy-actions/ip6tables/panic
/usr/libexec/initscripts/legacy-actions/ip6tables/save
/usr/libexec/initscripts/legacy-actions/iptables
/usr/libexec/initscripts/legacy-actions/iptables/panic
/usr/libexec/initscripts/legacy-actions/iptables/save
/usr/libexec/iptables
/usr/libexec/iptables/ip6tables.init
/usr/libexec/iptables/iptables.init
[root@centos8 ~]#

2.2.2 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 图形工作

2.2.3 nftables

此软件是CentOS 8 新特性,Nftables最初在法国巴黎的Netfilter Workshop 2008上发表，然后由长期的 netfilter核心团队成员和项目负责人Patrick McHardy于2009年3月发布。它在2013年末合并到Linux内核中，自2014年以来已在内核3.13中可用。

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。

查看 nftables 软件包

[root@centos8 ~]#rpm -qi nftables
Name        : nftables
Epoch       : 1
Version     : 0.9.3
Release     : 16.el8
Architecture: x86_64
Install Date: Sat 08 May 2021 02:51:22 PM CST
Group       : Unspecified
Size        : 811386
License     : GPLv2
Signature   : RSA/SHA256, Wed 12 Aug 2020 05:05:16 AM CST, Key ID 05b555b38483c65d
Source RPM  : nftables-0.9.3-16.el8.src.rpm
Build Date  : Wed 12 Aug 2020 04:59:03 AM CST
Build Host  : x86-02.mbox.centos.org
Relocations : (not relocatable)
Packager    : CentOS Buildsys <bugs@centos.org>
Vendor      : CentOS
URL         : http://netfilter.org/projects/nftables/
Summary     : Netfilter Tables userspace utillites
Description :
Netfilter Tables userspace utilities.
[root@centos8 ~]#

CentOS 8 支持三种防火墙服务

[root@centos8 ~]#systemctl status iptables.service
● iptables.service - IPv4 firewall with iptables
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/iptables.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
[root@centos8 ~]#systemctl status firewalld.service
● firewalld.service - firewalld - dynamic firewall daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; disabled; vendor preset: enabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:firewalld(1)
[root@centos8 ~]#systemctl status nftables.service
● nftables.service - Netfilter Tables
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nftables.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:nft(8)
[root@centos8 ~]#

2.3 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
流出本机:用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING
转发:PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING

2.4 iptables的组成

iptables由五个表table和五个链chain以及一些规则组成

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

五个内置链chain

INPUT
OUTPUT
FORWARD
PREROUTING
POSTROUTING

五个表table

filter: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
nat:network address translation 地址转换规则表
mangle:修改数据标记位规则表
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

优先级由高到低的顺序为

security -->raw-->mangle-->nat-->filter

表和链对应关系

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

查看 iptables 表

[root@centos8 ~]#iptables -vnL -t filter
[root@centos8 ~]#iptables -vnL -t nat
[root@centos8 ~]#iptables -vnL -t mangle
[root@centos8 ~]#iptables -vnL -t raw
[root@centos8 ~]#iptables -vnL -t security

# CentOS 6 nat表不支持INPUT链
[root@centos6 ~]#iptables -vnL -t nat

3 iptables

3.1 iptables 规则说明

3.1.1 iptables 规则组成

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，
规则在链接上的次序即为其检查时的生效次序

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;添加在自定义链上不会自动生效

白名单:只有指定的特定主机可以访问,其它全拒绝（生产环境建议）

# 白名单，没有被明确允许的都拒绝

iptables -A INPUT -s 10.0.0.10 -j ACCETP                # 允许本机（windows）机器

iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT                      # 允许本地回环地址

iptables -A INPUT -j REJECT                             # 默认全部拒绝

iptables -I INPUT 2 -s 10.0.0.12 -p icmp -j REJECT      # 拒绝 10.0.0.12 ping 本机

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

3.1.2 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

3.1.3 环境准备

为了防止 iptables 和 firewalld 出现冲突，我们可以关闭 firewalld

CentOS7+

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable  firewalld. service
# 或者
systemctl disable --now firewalld. service

CentOS6

service iptables stop
chkconfig iptables off

posted @ 2021-05-11 19:41 临江仙我亦是行人阅读(1063) 评论(1) 编辑收藏举报

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临江仙我亦是行人

8张图带你了解iptables的前世今生

1 安全技术和防火墙

1 安全技术和防火墙

1.2 防火墙的分类

2 Linux 防火墙的基本认识

2.1 Netfilter

2.2 防火墙工具介绍

2.2.1 iptables

2.2.2 firewalld

2.2.3 nftables

2.3 netfilter 中五个勾子函数和报文流向

2.4 iptables的组成

3 iptables

3.1 iptables 规则说明

3.1.1 iptables 规则组成

3.1.2 iptables规则添加时考量点

3.1.3 环境准备

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