Linux操作系统-第2版-RHEL8-CentOS8——6.6.1 firewalld简介

 

新版：Linux操作系统（第二版）（RHEL 8/CentOS 8）

 

6.6.1  firewalld简介

RHEL 8中有几种防火墙共存：iptables、ip6tables、ebtables和nftables。它们其实并不具备防火墙功能，它们的作用都是在用户空间中管理和维护规则，不过它们的规则结构和使用方法不一样，真正利用规则进行数据包过滤是由内核中的netfilter子系统负责。它们之间的关系如图6-16所示。

图6-16  firewalld整体架构

RHEL 8采用firewalld管理netfilter子系统，默认情况，firewall的后端是nftables，而非iptables，底层调用的是nft命令，而非iptables命令。不同的防火墙软件相互间存在冲突，使用某个时应禁用其它的防火墙软件。从RHEL 7开始，用firewalld服务替代了iptables服务。firewalld更为简单易用。firewalld相对于iptables的主要优点有：① firewalld可以动态修改单条规则，不需要像iptables那样，修改规则后必须全部刷新才可生效；② firewalld在使用上比iptables更人性化，即便不明白“五张表五条链”，不理解TCP/IP协议也可以实现大部分功能。

firewalld的配置文件一般有两个存储位置：① /etc/firewalld/（存放修改过的配置，优先查找，找不到再找默认的配置）和 ② /usr/lib/firewalld/（存放默认的配置）。当需要一个配置文件时，firewalld会优先使用第一个目录中的。如果要修改firewalld配置，只需将/usr/lib/firewalld中的配置文件复制到/etc/firewalld中，然后进行修改。如果要恢复配置，直接删除/etc/firewalld中的配置文件即可。

在这两个配置目录（/etc/firewalld/、/usr/lib/firewalld/）中，主要是两个文件（firewalld.conf、lockdown-whitelist.xml）和三个目录（zones、services、icmptypes）。zones目录中存放zone配置文件，services目录中存放service配置文件，icmptypes目录中存放icmp类型相关的配置文件。

firewalld主配置文件/etc/firewalld/firewalld.conf的前5个配置项：① DefaultZone，默认使用的zone，默认值为public；② MinimalMark，标记的最小值，默认为100；③ CleanupOnExit，退出后是否清除防火墙规则，默认为yes；④ Lockdown，是否限制别的程序通过D-BUS接口直接操作firewalld，默认为no，当Lockdown设置为yes时，/etc/firewalld/lockdown-whitelist.xml规定哪些程序可以对firewalld进行操作；⑤ IPv6_rpfilter，判断接收的包是否是伪造的，默认为yes。

1．zone（区域）

一个zone就是一个可信等级，某一等级对应一套过滤规则（规则集合），数据包必须要经过某个zone才能入站或出站。不同zone中规则粒度粗细、安全强度都不尽相同。每个zone单独对应一个xml配置文件，文件名为<zone名称>.xml。自定义zone只需要添加一个<zone名称>.xml文件，然后在其中添加过滤规则即可。每个zone都有一个处理行为（default、ACCEPT、REJECT、DROP）。通过将网络划分成不同的zone，制定出不同zone之间的访问控制策略来控制不同程序区域间传送的数据流。总之，防火墙的网络区域定义了网络连接的可信等级，可以根据不同场景来调用不同的firewalld区域，一般情况下，firewalld提供了9个默认zone，根据区域的信任级别从不信任到可信，见表6-7。

表6-7  firewalld提供了9个zone

zone	默认规则策略
drop	丢弃所有进入的数据包，不做任何响应。仅允许传出连接
block	拒绝所有进入的数据包，返回icmp-host-prohibited报文（ipv4）或icmp6-adm-prohibited报文（ipv6）。仅允许传出连接
public	firewalld默认的zone。用于不受信任的公共场所，不信任网络中其它计算机，可以允许选定的传入连接
external	用在路由器等启用伪装（NAT）的外部网络，仅允许选定的传入连接
internal	用在（NAT）内部网络，网络中的其它系统通常是可信的，仅允许选定的传入连接
dmz	允许非军事区（DMZ，内外网络之间增加的一层网络，起到缓冲作用）中的计算机有限的被外界网络访问，仅允许选定的传入连接
work	用在工作网络，网络中的其它计算机通常是可信的，仅允许选定的传入连接
home	用在家庭网络，网络中的其它计算机通常是可信的，仅允许选定的传入连接
trusted	接受所有网络连接，信任网络中的所有计算机

 

这9个zone配置文件都保存在/usr/lib/firewalld/zones/目录下。大致用法是：把可信任的IP地址添加到trusted区域，把不可信任的IP地址添加到block区域，把要公开的网络服务添加到public区域。比如/usr/lib/firewalld/zones/public.xml内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<zone>

  <short>Public</short>

  <description>For use in public areas. You do not trust the other computers on networks to not harm your computer. Only selected incoming connections are accepted.</description>

  <service name="ssh"/>

  <service name="mdns"/>

  <service name="dhcpv6-client"/>

</zone>

/usr/lib/firewalld/zones/trusted.xml内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<zone target="ACCEPT">

  <short>Trusted</short>

  <description>All network connections are accepted.</description>

</zone>

/usr/lib/firewalld/zones/block.xml内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<zone target="%%REJECT%%">

  <short>Block</short>

  <description>Unsolicited incoming network packets are rejected. Incoming packets that are related to outgoing network connections are accepted. Outgoing network connections are allowed.</description>

</zone>

trusted.xml和block.xml文件中的target属性为zone的默认处理行为，可选值：default、ACCEPT、%%REJECT%%、DROP。

 

2．service（服务）

iptables使用端口号来匹配规则，但是如果某一个服务的端口号改变了，就要同时更改iptables规则，很不方便，同时也不方便阅读理解。一个service中可以配置特定的端口（将端口和service的名字关联）。zone中加入service规则就等效于直接加入了port规则，但是使用service更容易管理和理解。service配置文件的命名为<service名称>.xml，在其中加入要关联的端口即可，比如ssh的配置文件是ssh.xml，/usr/lib/firewalld/services/ssh.xml内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<service>

  <short>SSH</short>

  <description>Secure Shell (SSH) is a protocol for logging into and executing commands on remote machines. It provides secure encrypted communications. If you plan on accessing your machine remotely via SSH over a firewalled interface, enable this option. You need the openssh-server package installed for this option to be useful.</description>

  <port protocol="tcp" port="22"/>

</service>

 

3．zone文件中的过滤规则

zone文件中的过滤规则见表6-8。过滤规则优先级：① source（最高）；② interface（次之）；③ firewalld.conf中配置的默认zone（最低）。

表6-8  zone文件中的过滤规则

规则	作用
source	根据数据包源地址过滤，相同的source只能在一个zone中配置
interface	根据接收数据包的网卡过滤
service	根据服务名过滤（实际是查找服务关联的端口，根据端口过滤），一个service可以配置到多个zone中
port	根据端口过滤
icmp-block	icmp报文过滤，可按照icmp类型设置
masquerade	ip地址伪装，即将接收到的请求的源地址设置为转发请求网卡的地址（路由器的工作原理）
forward-port	端口转发
rule	自定义规则，与iptables配置接近。rule结合--timeout可以实现一些有用的功能，比如可以写个自动化脚本，发现异常连接时添加一条rule将相应地址drop掉，并使用--timeout设置时间段，过了之后再自动开放

 

4．数据包的处理流程

firewalld提供了9个zone，过滤规则优先级决定进来的数据包会由哪个zone来处理，处理进来数据包的流程如下：

① 如果进来的数据包的源地址被drop或block这两个zone的source规则匹配，那么这个数据包不会再去匹配interface规则。如果数据包的源地址没有被drop和block 两个zone的source规则匹配，而是被其它zone的source规则匹配，那么数据包将会被该zone处理。

② 如果数据包通的接口被drop或block这两个zone的interface规则匹配，则不会交给默认zone处理。如果数据包通的接口没有被drop和block 两个zone的interface规则匹配，而是被其它zone的interface规则匹配，那么数据包将会被该zone处理。

③ 如果数据包没有被source规则和interface规则匹配，将会被默认zone处理（由/etc/firewalld/firewalld.conf中的配置项DefaultZone设置）。