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防火墙#xff0c;其实说白了讲#xff0c;就是用于实现Linux下访问控制的功能的#xff0c;它分为硬件的或者软件的防火墙两种。无论是在哪个网络中#xff0c;防火墙工作的地方一定是在网络的边缘。而我们的任务就是需要去定义到底防火墙如何工作#xff0c;这…一、前言
防火墙其实说白了讲就是用于实现Linux下访问控制的功能的它分为硬件的或者软件的防火墙两种。无论是在哪个网络中防火墙工作的地方一定是在网络的边缘。而我们的任务就是需要去定义到底防火墙如何工作这就是防火墙的策略规则以达到让它对出入网络的IP、数据进行检测。
二、iptables 的历史以及工作原理
1.iptables的发展:
iptables的前身叫ipfirewall 内核1.x时代,这是一个作者从freeBSD上移植过来的能够工作在内核当中的对数据包进行检测的一款简易访问控制工具。但是ipfirewall工作功能极其有限(它需要将所有的规则都放进内核当中这样规则才能够运行起来而放进内核这个做法一般是极其困难的)。当内核发展到2.x系列的时候软件更名为ipchains它可以定义多条规则将他们串起来共同发挥作用而现在它叫做iptables可以将规则组成一个列表实现绝对详细的访问控制功能。
他们都是工作在用户空间中定义规则的工具本身并不算是防火墙。它们定义的规则可以让在内核空间当中的netfilter来读取并且实现让防火墙工作。而放入内核的地方必须要是特定的位置必须是tcp/ip的协议栈经过的地方。而这个tcp/ip协议栈必须经过的地方可以实现读取规则的地方就叫做 netfilter.(网络过滤器)
作者一共在内核空间中选择了5个位置 内核空间中从一个网络接口进来到另一个网络接口去的 数据包从内核流入用户空间的 数据包从用户空间流出的 进入/离开本机的外网接口 进入/离开本机的内网接口 2.iptables的工作机制
从上面的发展我们知道了作者选择了5个位置来作为控制的地方但是你有没有发现其实前三个位置已经基本上能将路径彻底封锁了但是为什么已经在进出的口设置了关卡之后还要在内部卡呢 由于数据包尚未进行路由决策还不知道数据要走向哪里所以在进出口是没办法实现数据过滤的。所以要在内核空间里设置转发的关卡进入用户空间的关卡从用户空间出去的关卡。那么既然他们没什么用那我们为什么还要放置他们呢因为我们在做NAT和DNAT的时候目标地址转换必须在路由之前转换。所以我们必须在外网而后内网的接口处进行设置关卡。
这五个位置也被称为五个钩子函数hook functions,也叫五个规则链。 PREROUTING (路由前) INPUT (数据包流入口) FORWARD (转发管卡) OUTPUT(数据包出口) POSTROUTING路由后 这是NetFilter规定的五个规则链任何一个数据包只要经过本机必将经过这五个链中的其中一个链。
3.防火墙的策略
防火墙策略一般分为两种一种叫“通”策略一种叫“堵”策略通策略默认门是关着的必须要定义谁能进。堵策略则是大门是洞开的但是你必须有身份认证否则不能进。所以我们要定义让进来的进来让出去的出去所以通是要全通而堵则是要选择。当我们定义的策略的时候要分别定义多条功能其中定义数据包中允许或者不允许的策略filter过滤的功能而定义地址转换的功能的则是nat选项。为了让这些功能交替工作我们制定出了“表”这个定义来定义、区分各种不同的工作功能和处理方式。
我们现在用的比较多个功能有3个
1.filter 定义允许或者不允许的2.nat 定义地址转换的3.mangle 功能:修改报文原数据我们修改报文原数据就是来修改TTL的。能够实现将数据包的元数据拆开在里面做标记/修改内容的。而防火墙标记其实就是靠mangle来实现的。
小扩展:
对于filter来讲一般只能做在3个链上INPUT FORWARD OUTPUT对于nat来讲一般也只能做在3个链上PREROUTING OUTPUT POSTROUTING而mangle则是5个链都可以做PREROUTINGINPUTFORWARDOUTPUTPOSTROUTINGiptables/netfilter这款软件是工作在用户空间的它可以让规则进行生效的本身不是一种服务而且规则是立即生效的。而我们iptables现在被做成了一个服务可以进行启动停止的。启动则将规则直接生效停止则将规则撤销。
iptables还支持自己定义链。但是自己定义的链必须是跟某种特定的链关联起来的。在一个关卡设定指定当有数据的时候专门去找某个特定的链来处理当那个链处理完之后再返回。接着在特定的链中继续检查。
注意规则的次序非常关键谁的规则越严格应该放的越靠前而检查规则的时候是按照从上往下的方式进行检查的。
三规则的写法:
iptables定义规则的方式比较复杂:
格式iptables [-t 表] [COMMAND 操作命令] [chain 链][CRETIRIA 规则匹配器][-j ACTION 目标动作]
COMMAND定义如何对规则进行管理
chain指定你接下来的规则到底是在哪个链上操作的当定义策略的时候是可以省略的
CRETIRIA:指定匹配标准
-j ACTION :指定如何进行处理
比如不允许172.16.0.0/24的进行访问。
iptables -t filter -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -p udp --dport 53 -j DROP
当然你如果想拒绝的更彻底
iptables -t filter -R INPUT 1 -s 172.16.0.0/16 -p udp --dport 53 -j REJECT
iptables -L -n -v #查看定义规则的详细信息
四详解COMMAND
第一种链管理命令
-P :设置默认策略的设定默认门是关着的还是开着的
默认策略一般只有两种iptables -P INPUT (DROP|ACCEPT) 默认是关的/默认是开的比如iptables -P INPUT DROP 这就把默认规则给拒绝了。并且没有定义哪个动作所以关于外界连接的所有规则包括Xshell连接之类的远程连接都被拒绝了。-F: FLASH清空规则链的(注意每个链的管理权限)
iptables -t nat -F PREROUTINGiptables -t nat -F 清空nat表的所有链-N : NEW 支持用户新建一个链
iptables -N inbound_tcp_web 表示附在tcp表上用于检查web的。-X: 用于删除用户自定义的空链
使用方法跟-N相同但是在删除之前必须要将里面的链清空
-E用来Rename chain主要是用来给用户自定义的链重命名
-E oldname newname-Z清空链及链中默认规则的计数器的有两个计数器被匹配到多少个数据包多少个字节
iptables -Z :清空第二种规则管理命令
-A追加在当前链的最后新增一个规则
-I num : 插入把当前规则插入为第几条。
-I 3 :插入为第三条-R numReplays替换/修改第几条规则
格式iptables -R 3 xxxx-D num删除明确指定删除第几条规则
第三种查看管理命令“-L”
附加子命令
-n以数字的方式显示ip它会将ip直接显示出来如果不加-n则会将ip反向解析成主机名。-v显示详细信息-vv-vvv :越多越详细-x在计数器上显示精确值不做单位换算--line-numbers : 显示规则的行号-t nat显示所有的关卡的信息五详解匹配标准
1.通用匹配源地址目标地址的匹配
-s指定作为源地址匹配这里不能指定主机名称必须是IP
IP | IP/MASK | 0.0.0.0/0.0.0.0而且地址可以取反加一个“!”表示除了哪个IP之外
-d表示匹配目标地址
-p用于匹配协议的这里的协议通常有3种TCP/UDP/ICMP
-i eth0从这块网卡流入的数据
流入一般用在INPUT和PREROUTING上
-o eth0从这块网卡流出的数据
流出一般在OUTPUT和POSTROUTING上
2.扩展匹配
2.1隐含扩展对协议的扩展
-p tcp :TCP协议的扩展。一般有三种扩展
–dport XX-XX指定目标端口,不能指定多个非连续端口,只能指定单个端口
--dport 21 或者 --dport 21-23 (此时表示21,22,23)–sport指定源端口
–tcp-flagsTCP的标志位SYN,ACKFIN,PSHRST,URG
-p tcp --tcp-flags匹配指定的TCP标记有两个参数列表列表内部用逗号为分隔符两个列表之间用空格分开。第一个列表用作参数检查第二个列表用作参数匹配。 可用以下标志SYN、ACK、FIN、RST 、URG、PSH、ALL、NONE ALL是指选定所有的标记NONE是指未选定任何标记。
防止Xmas扫描
iptables -A INPUT -p tcp --tcp-flags ALL FIN,URG,PSH -j DROP防止TCP Null扫描
iptables -A INPUT -p tcp --tcp-flags ALL NONE -j DROP拒绝TCP标记为SYN/ACK但连接状态为NEW的数据包防止ACK欺骗。
iptables -A INPUT -p tcp --tcp-flags SYN,ACK SYN,ACK -m state --state NEW -j DROP–syn SYN标志设置为1其它标志未设置相当于 -p tcp --tcp-flags ALL SYN
--tcp-flags syn,ack,fin,rst syn --syn 表示检查这4个位这4个位中syn必须为1其他的必须为0。所以这个意思就是用于检测三次握手的第一次包的。对于这种专门匹配第一包的SYN为1的包还有一种简写方式叫做–syn -p udpUDP协议的扩展 –dport –sport -p icmpicmp数据报文的扩展 –icmp-type
echo-request(请求回显)一般用8 来表示
所以 --icmp-type 8 匹配请求回显数据包
echo-reply 响应的数据包一般用0来表示
2.2显式扩展-m
扩展各种模块
-m multiport表示启用多端口扩展
之后我们就可以启用比如 --dports 21,23,80
六详解-j ACTION
常用的ACTION
DROP悄悄丢弃
一般我们多用DROP来隐藏我们的身份以及隐藏我们的链表
REJECT明示拒绝
ACCEPT接受
custom_chain转向一个自定义的链
DNAT
SNAT
MASQUERADE源地址伪装
REDIRECT重定向主要用于实现端口重定向
MARK打防火墙标记
RETURN返回
在自定义链执行完毕后使用返回来返回原规则链。
练习题1
只要是来自于172.16.0.0/16网段的都允许访问我本机的172.16.100.1的SSHD服务
分析首先肯定是在允许表中定义的。因为不需要做NAT地址转换之类的然后查看我们SSHD服务在22号端口上处理机制是接受对于这个表需要有一来一回两个规则如果我们允许也好拒绝也好对于访问本机服务我们最好是定义在INPUT链上而OUTPUT再予以定义就好。(会话的初始端先定义)所以加规则就是
定义进来的 iptables -t filter -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.1 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
定义出去的 iptables -t filter -A OUTPUT -s 172.16.100.1 -d 172.16.0.0/16 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
将默认策略改成DROP:
iptables -P INPUT DROPiptables -P OUTPUT DROPiptables -P FORWARD DROP七状态检测
是一种显式扩展用于检测会话之间的连接关系的有了检测我们可以实现会话间功能的扩展
什么是状态检测对于整个TCP协议来讲它是一个有连接的协议三次握手中第一次握手我们就叫NEW连接而从第二次握手以后的ack都为1这是正常的数据传输和tcp的第二次第三次握手叫做已建立的连接ESTABLISHED,还有一种状态比较诡异的比如SYN1 ACK1 RST1,对于这种我们无法识别的我们都称之为INVALID无法识别的。还有第四种FTP这种古老的拥有的特征每个端口都是独立的21号和20号端口都是一去一回他们之间是有关系的这种关系我们称之为RELATED。
所以我们的状态一共有四种
NEW
ESTABLISHED
RELATED
INVALID
所以我们对于刚才的练习题可以增加状态检测。比如进来的只允许状态为NEW和ESTABLISHED的进来出去只允许ESTABLISHED的状态出去这就可以将比较常见的反弹式木马有很好的控制机制。
对于练习题的扩展
进来的拒绝出去的允许进来的只允许ESTABLISHED进来出去只允许ESTABLISHED出去。默认规则都使用拒绝
iptables -L -n --line-number 查看之前的规则位于第几行
改写INPUT
iptables -R INPUT 2 -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.1 -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -R OUTPUT 1 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
此时如果想再放行一个80端口如何放行呢 iptables -A INPUT -d 172.16.100.1 -p tcp --dport 80 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -R INPUT 1 -d 172.16.100.1 -p udp --dport 53 -j ACCEPT
练习题2
假如我们允许自己ping别人但是别人ping自己ping不通如何实现呢
分析对于ping这个协议进来的为8ping出去的为0(响应).我们为了达到目的需要8出去,允许0进来
在出去的端口上iptables -A OUTPUT -p icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT
在进来的端口上iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT
小扩展对于127.0.0.1比较特殊我们需要明确定义它
iptables -A INPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -j ACCEPT
八SNAT和DNAT的实现
由于我们现在IP地址十分紧俏已经分配完了这就导致我们必须要进行地址转换来节约我们仅剩的一点IP资源。那么通过iptables如何实现NAT的地址转换呢
1.SNAT基于原地址的转换
基于原地址的转换一般用在我们的许多内网用户通过一个外网的口上网的时候这时我们将我们内网的地址转换为一个外网的IP我们就可以实现连接其他外网IP的功能。
所以我们在iptables中就要定义到底如何转换
定义的样式
比如我们现在要将所有192.168.10.0网段的IP在经过的时候全都转换成172.16.100.1这个假设出来的外网地址
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.10.0/24 -j SNAT --to-source 172.16.100.1
这样只要是来自本地网络的试图通过网卡访问网络的都会被统统转换成172.16.100.1这个IP.
那么如果172.16.100.1不是固定的怎么办
我们都知道当我们使用联通或者电信上网的时候一般它都会在每次你开机的时候随机生成一个外网的IP意思就是外网地址是动态变换的。这时我们就要将外网地址换成 MASQUERADE(动态伪装):它可以实现自动寻找到外网地址而自动将其改为正确的外网地址。所以我们就需要这样设置
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.10.0/24 -j MASQUERADE
这里要注意地址伪装并不适用于所有的地方。
2.DNAT目标地址转换
对于目标地址转换数据流向是从外向内的外面的是客户端里面的是服务器端通过目标地址转换我们可以让外面的ip通过我们对外的外网ip来访问我们服务器不同的服务器而我们的服务却放在内网服务器的不同的服务器上。
如何做目标地址转换呢
iptables -t nat -A PREROUTING -d 192.168.10.18 -p tcp --dport 80 -j DNAT --todestination 172.16.100.2
目标地址转换要做在到达网卡之前进行转换,所以要做在PREROUTING这个位置上
九控制规则的存放以及开启
注意你所定义的所有内容当你重启的时候都会失效要想我们能够生效需要使用一个命令将它保存起来
1.service iptables save 命令
它会保存在/etc/sysconfig/iptables这个文件中
2.iptables-save 命令
iptables-save /etc/sysconfig/iptables
3.iptables-restore 命令
开机的时候它会自动加载/etc/sysconfig/iptabels
如果开机不能加载或者没有加载而你想让一个自己写的配置文件假设为iptables.2手动生效的话
iptables-restore /etc/sysconfig/iptables.2
则完成了将iptables中定义的规则手动生效
十总结
Iptables是一个非常重要的工具它是每一个防火墙上几乎必备的设置也是我们在做大型网络的时候为了很多原因而必须要设置的。学好Iptables,可以让我们对整个网络的结构有一个比较深刻的了解同时我们还能够将内核空间中数据的走向以及linux的安全给掌握的非常透彻。我们在学习的时候尽量能结合着各种各样的项目实验来完成这样对你加深iptables的配置以及各种技巧有非常大的帮助。
