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一、Linux防火墙

Linux的防火墙体系主要在网络层，针对TCP/IP数据包实施过滤和限制，属于典型的包过滤防火墙（或称为网络层防火墙）。Linux系统的防火墙体系基于内核编码实现，具有非常稳定的性能和极高的效率，因此获得广泛的应用。

在许多安全技术资料中，netfilter和iptables都用来指Linux防火墙，往往使读者产生迷惑。netfilter和iptables的主要区别如下。

• netfilter：指的是Linux内核中实现包过滤防火墙的内部结构，不以程序或文件的形式存在，属于“内核态（Kernel Space，又称为内核空间）”的防火墙功能体系。

• iptables：指的是用来管理Linux防火墙的命令程序，通常位于/sbin/iptables目录下，属于“用户态”（User Space,又称为用户空间）的防火墙管理体系。

正确认识netfilter和iptables的关系，有助于理解Linux防火墙的工作方式。

1.iptables的表、链结构

iptables的作用是为包过滤机制的实现提供规则（或称为策略），通过各种不同的规则，告诉netfilter对来自某些源、前往某些目的或具有某些协议特征的数据包应该如何处理。为了更加方便地组织和管理防火墙规则，iptables采用了“表”和“链”的分层结构。

其中，每个规则“表”相当于内核空间的一个容器，根据规则的不同用途划分为默认的四个表；在每个“表”容器内包括不同的规则“链”，根据处理数据包的不同时机划分为五种链；而决定是否过滤或处理数据包的各种规则，按先后顺序存放在各种规则链中。

（1）规则表

为了从规则集的功能上有所区别，iptables管理着四个不同的规则表，其功能分别由独立的内核模块实现。这四个表的名称、包含的链及各自的用途如下。

iptables防火墙默认的规则表、链结构

• filter表：filter表用来对数据包进行过滤，根据具体的规则要求决定如何处理一个数据包。filter表对应的内核模块为iptable_filter，表内包含三个链，即INPUT、FORWARD、OUTPUT。

• nat表：nat（Network Address Translation，网络地址转换）表主要用来修改数据包的IP地址、端口号等信息。nat表对应的内核模块为iptable_nat，表内包含三个链，即PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT。

• mangle表：主要用来修改数据包的服务类型，生存周期，为数据包设置标记，实现流量整形、策略路由等。对应的内核模块为：iptable_mangle，其表内包括五个链：PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD。

• raw 表：主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪。对应的内核模块为：iptable_raw，其表内包括两个链：OUTPUT、PREROUTING。

raw表只使用在PREROUTING链和OUTPUT链上,因为优先级最高，从而可以对收到的数据包在系统进行ip_conntrack（连接跟踪）前进行处理。一但用户使用了raw表,在某个链上，raw表处理完后，将跳过NAT表和ip_conntrack处理，即不再做地址转换和数据包的链接跟踪处理了。RAW表可以应用在那些不需要做nat的情况下，以提高性能。

（2）规则链

iptables的五个链PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT，POSTROUTING。

• INPUT 链：当收到访问防火墙本机地址的数据包时，将应用此链中的规则；

• OUTPUT 链：当防火墙本机向外发送数据包时，将应用此链中的规则；

• FORWARD 链：当收到需要通过防火中转发给其他地址的数据包时，将应用此链中的规则，注意如果需要实现FORWARD转发需要开启Linux内核中的ip_forward功能；

• PREROUTING 链：在对数据包做路由选择之前，将应用此链中的规则；

• POSTROUTING 链：在对数据包做路由选择之后，将应用此链中的规则；

其中，INPUT、OUTPUT链主要用在“主机型防火墙”中，即主要针对服务器本机进行保护的防火墙；而FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING链多用在“网络型防火墙”中，如使用Linux防火墙作为网关服务器，在公司内网与Internet之间进行安全控制。

2.数据包过滤的匹配流程

（1）规则表之间的顺序

iptables管理着四个默认表和五种链，各种防火墙规则依次存放在链中。那么当一个数据包到达防火墙以后，将依次运用raw表、mangle表、nat表和filter表中对应链内的规则，应用顺序为raw>mangle>nat>filter.

（2）规则链之间的顺序

根据规则链的划分原则，不同链的处理时机是比较固定的，因此规则链之间的应用顺序取决于数据包的流向。

• 入站数据流向：来自外界的数据包在到达防火墙后，首先被PREROUTING链处理（是否修改数据包地址等），然后进行路由选择（判断该数据包应发往何处）；如果数据包的目标地址是防火墙本机（如Internet用户访问网关的Web服务端口），那么内核将其传递给INPUT链进行处理（决定是否允许通过等），通过以后再交给系统上层的应用程序（如httpd服务器）进行相应。

• 转发数据流向：来自外界的数据包到达防火墙后，首先被PREROUTING规则链处理，之后会进行路由选择，如果数据包的目标地址是其它外部地址（比如局域网用户通过网 关访问QQ站点的数据包），则内核将其传递给FORWARD链进行处理（是否转发或拦截），然后再交给POSTROUTING规则链（是否修改数据包的地址等）进行处理。

• 出站数据流量：防火墙本机向外部地址发送的数据包（比如在防火墙主机中测试公网DNS服务器时），首先被OUTPUT规则链处理，之后进行路由选择，然后传递给POSTROUTING规则链（是否修改数据包的地址等）进行处理。

（3）规则链内部各条防火墙规则之间的顺序

当数据包经过每条规则链时，依次按第一条规则、第二条规......的顺序进行匹配和处理。链内的过滤遵循“匹配即停止”的原则，一旦找到一条相匹配的规则，则不再检查本链内后续的其他规则。如果对比完整个链，也找不到与数据包相匹配的规则，就按照该规则链的默认策略进行处理。

二、iptables命令

1.基本语法、数据包控制类型

使用iptables命令管理、编写防火墙规则时，基本的命令格式如下所示。

iptables [-t 表名] 命令选项 ［链名］ ［条件匹配］ ［-j 目标动作或跳转］

其中，表名、链名用于指定 iptables命令所操作的表和链，未指定表名时将默认使用filter表；管理选项表示iptables规则的操作方式，比如：插入、增加、删除、查看等；匹配条件用于指定要处理的数据包的特征，不符合指定条件的数据包将不会被处理；控制类型指的是数据包的处理方式，如允许、拒绝、丢弃等。

对于防火墙，数据包的控制类型十分关键，直接关系到数据包的放行、封堵及做相应的日志记录等。在iptables防火墙体系中，最常用的几种控制类型如下：

• ACCEPT：允许数据包通过。

• DROP：直接丢弃数据包，不给出任何回应信息。

• REJECT：拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应信息。

• LOG：在/var/log/messages文件中记录日志信息，然后将数据包传给下一条规则。在防火墙规则的“匹配即停止”对于LOG操作来说是一个特例，因为LOG只是一种辅助操作，并没有真正的处理数据包。

示例：

[root@localhost ~]#iptables -t filter -I INPUT -p icmp -j REJECT

效果：其它主机无法ping通主机

2.iptables基本操作

选项名	功能及特点
-A	在指定链的末尾添加（--append）一条新的规则
-D	删除（--delete）指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容
-I	在指定链中插入（--insert）一条新的规则，未指定序号时默认作为第一条规则
-R	修改、替换（--replace）指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容
-L	列出（--list）指定链中所有的规则，若未指定链名，则列出表中的所有链
-F	清空（--flush）指定链中所有的规则，若未指定链名，则清空表中的所有链
-P	设置指定链的默认策略（--policy）
-n	使用数字形式（--numeric）显示输出结果，如显示IP地址而不是主机名
-v	查看规则列表时显示详细（--verbose）的信息
-h	查看命令帮助信息（--help）
--line-numbers	查看规则列表时，同时显示规则在链中的顺序号

iptables命令的常用管理选项

其中，添加、删除、清空和查看规则是最常见的管理操作，下面通过一些规则操作示例来展示相关选项的使用。

（1）添加新的规则

添加新的防火墙规则时，使用管理选项“-A”，“-I”，前者用来追加规则，后者用来插入规则。例如，若要在filter表INPUT链的末尾添加一条防火墙规则，可以执行以下操作：

[root@localhost ~]#iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT

当使用管理选项“-I”时，允许同时指定新添加规则的顺序号，未指定序号时默认作为第一条。例如，以下操作添加的两条规则将分别位于filter表的第一条、第二条（其中省略了“-t filter”选项，默认使用filter表）。

[root@localhost ~]#iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT
[root@localhost ~]#iptables -I INPUT 2 -p icmp -j ACCEPT

（2）查看规则列表

查看已有的防火墙规则时，使用管理选项“-L”，结合“--line numbers”选项还可显示各条规则在链内的顺序号。例如，若要查看filter表INPUT链中的所有规则，并显示规则序号，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -L INPUT --line-numbers
Chain INPUT (policy ACCEPT)
num  target     prot opt source               destination
1    ACCEPT     udp  --  anywhere             anywhere
2    ACCEPT     icmp --  anywhere             anywhere
3    ACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere

当防火墙规则的数量较多时，若能够以数字形式显示地址和端口信息，可以减少地址解析的环节，在一定程度上加快命令执行的速度。例如，要以数字地址形式查看filter表INPUT链中的所有规则，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -n -L INPUT
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination
ACCEPT     udp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
ACCEPT     icmp --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0

（3）清空、删除规则

删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”。例如，若要删除filter表INPUT链中的第三条规则，可以执行以下的操作。

[root@localhost ~]# iptables -D INPUT 3
[root@localhost ~]# iptables -n -L INPUT  //确认删除效果
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination
ACCEPT     udp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
ACCEPT     icmp --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0

清空指定链或表中的所有防火墙规则，使用管理选项“-F”。例如，若要清空filter表INPUT链中的所有规则，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -F INPUT
[root@localhost ~]# iptables -n -L INPUT  //确认删除效果
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination

使用管理选项“-F”时，允许忽略链名而清空指定表所有链的规则。例如，执行以下操作分别来清空filter表、nat表、mangle表。

[root@localhost ~]# iptables -F
[root@localhost ~]# iptables -t nat -F
[root@localhost ~]# iptables -t mangle -F

（4）设置默认策略

iptables的各条链中,默认策略是规则匹配的最后一个环节——当找不到任何一条能够匹配数据包的规则时，则执行默认策略。默认策略的控制类型为ACCEPT(允许)、DROP(丢弃）两种。例如，执行以下操作可以将filter表中 FORWARD链的默认策略设为丢弃，OUTPUT链的默认策略设为允许。

[root@localhost ~]# iptables -t filter -P FORWARD DROP
[root@localhost ~]# iptables -P OUTPUT ACCEPT

需要注意的是，当使用管理选项“-F”清空链时，默认策略不受影响。因此若要修改默认策略，必须通过管理选项“-P”重新进行设置。另外，默认策略并不参与链内规则的顺序编排，因此在其它规则之前或之后设置并无区别。

3.规则的匹配条件

在编写防火墙规则时，匹配条件的设置起着决定性的作用。只有清晰、准确地设置好匹配条件，防火墙才知道要对符合什么条件的数据包进行处理，避免"误杀"。对于同一条防火墙规则，可以指定多个匹配条件，表示这些条件必须都满足规则才会生效。根据数据包的各种特征，结合iptables的模块结构，匹配条件的设置包括三大类：通用匹配、隐含匹配、显式匹配。

（1）通用匹配

通用匹配也称为常规匹配，这种匹配方式可以独立使用，不依赖于其他条件或扩展模块。常见的通用匹配包括协议匹配、地址匹配、网络接口匹配。

协议匹配：编写iptables规则时使用"-p 协议名"的形式指定，用米检查数据包所使用的网络协议(--protocol)，如tcp、udp、icmp 和 all(针对所有IP 数据包）等，可用的协议类型存放于Linux系统的/etc/procotols文件中。例如，若要丢弃通过 icmp 协议访问防火墙本机的数据包，允许转发经过防火墙的除 icmp协议之外的数斟包，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD !-p icmp -j ACCEPT

地址匹配：编写iptables规则时使用“-s源地址”或“-d目标地址”的形式指定，用来检查数据包的源地址（--sorce）或目标地址（--destination）。IP地址、网段地址等都是可以接受的，但不建议使用主机名、域名地址（解析过程会影响效率）。例如，若要拒绝转发源地址为192.168.1.11的数据，允许转发源地址位于192.168.7.0/24 网段的数据，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -s 192.168.1.11 -j REJECT
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -s 192.168.7.0/24 -j ACCEPT

当遇到小规模的网络扫描或攻击时，封锁IP地址是比较有效的方式。例如，若检测到来自某个网段的频繁扫描、登录穷举等不良企图，可立刻添加防火墙规则进行封锁。

[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -s 192.168.30.0/24 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -I FORWARD -s 192.168.30.0/24 -j DROP

网络接口匹配：编写iptables规则时使用“-i接口名”和“-o接口名”的形式，用于检查数据包从防火墙的哪一个接口进入或发出，分别对应入站网卡（--in-interface）、出站网卡（--out-interface）。例如，若要丢弃从外网接口（eth1）访问防火墙本机且源地址为私有地址的数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -i eth1 -s 10.0.0.0/8 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -i eth1 -s 172.16.0.0/12 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -i eth1 -s 192.168.0.0/16 -j DROP

（2）隐含匹配

这种匹配方式要求以指定的协议匹配作为前提条件，相当于子条件，因此无法独立使用，其对应的功能由iptables在需要时自动（隐含）载入内核。常见的隐含匹配包括端口匹配、TCP标记匹配、ICMP类型匹配。

端口匹配：编写iptables规则时使用“--sport源端口”或“--dport目标端口”的形式，针对的协议为TCP或UDP，用来检查数据包的源端口（--source-port）或目标端口（--destination-port）。单个端口号或者以“：”分隔的端口范围都是可以接受的，但不连续的多个端口不能采用这种方式。例如，

若要允许网段为192.168.4.0/24转发DNS查询数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -s 192.168.4.0/24 -p udp --dport 53 -j AEECPT
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -d 192.168.4.0/24 -p udp --dport 53 -j AEECPT

再例如，构建vsftpd服务器时，若要开放20、21端口，以及用于被动模式的端口范围为24500~24600，可以参考以下操作设置防火墙规则。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 24500:24600 -j ACCEPT

ICMP类型匹配：编写iptables规则时使用“--icmp-type ICMP类型”的形式，针对的协议为ICMP，用来检查ICMP数据包的类型（--icmp-type）。ICMP类型使用字符串或数字代码表示，如“Echo-Request”（代码为8）、“Echo-Reply”（代码为0）、“Destination-Unreachable”（代码为3），分别对应ICMP协议的请求、回显、目标不可达。例如，若要禁止从其他主机ping本机，但是允许本机ping其它主机，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 3 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp -j DROP

关于可用的ICMP协议类型，可以执行“iptables -p icmp -h”命令，在帮助信息的最后部分列出了所有支持的类型。

[root@localhost ~]# iptables -p icmp -h
Valid ICMP Types:
any
echo-reply (pong)
destination-unreachablenetwork-unreachablehost-unreachableprotocol-unreachableport-unreachablefragmentation-neededsource-route-failednetwork-unknownhost-unknownnetwork-prohibitedhost-prohibitedTOS-network-unreachableTOS-host-unreachablecommunication-prohibitedhost-precedence-violationprecedence-cutoff
source-quench
redirectnetwork-redirecthost-redirectTOS-network-redirectTOS-host-redirect
echo-request (ping)
router-advertisement
router-solicitation
time-exceeded (ttl-exceeded)ttl-zero-during-transitttl-zero-during-reassembly
parameter-problemip-header-badrequired-option-missing
timestamp-request
timestamp-reply
address-mask-request
address-mask-reply

（3）显式匹配

这种匹配方式要求有额外的内核模块提供支持，必须手动以“-m模块名称”的形式调用相应的模块，然后方可设置匹配条件。添加了带显式匹配条件的规则以后，可以执行“lsmod | grep xt_”命令查看到相关的内核扩展模块（如xt_multiport、xt_iprange、xt_mac、xt_state）。常见的显式匹配包括多端口匹配、IP范围匹配、MAC地址匹配、状态匹配。

多端口匹配：编写iptables规则时使用“-m multiport --dports 端口列表”“-m multiport --sports 端口列表”的形式，用来检查数据包的源端口、目标端口，多个端口之间以逗号进行分隔。例如，若要允许本机开放25、80、110、143端口，以便通过电子邮件服务，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 25，80，110，143 -j ACCEPT

IP范围匹配：编写iptables规则时使用“-m iprange --src-range IP范围“”-m iprange --dst-range IP范围“的形式，用来检测数据包的源地址、目标地址，其中IP范围采用”起始地址-结束地址“的形式表示。例如，若要禁止转发源IP地址位于192.168.4.21与192.168.4.28之间的TCP数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -p tcp -m iprange --src-range 192.168.4.21-192.168.4.28 -j ACCEPT

MAC地址匹配：编写iptables规则时使用”-m mac --mac-source MAC地址“的形式，用来检查数据包的源MAC地址。由于MAC地址本身的局限性，此类匹配条件一般只适用于内部网络。例如，若要根据MAC地址封锁主机，禁止其访问本机的如何运用，可以参考以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00：0c：29：c0：55：3f -j DROP

状态匹配：编写iptables规则时使用“-m state --state 连接状态”的形式，基于iptables的状态跟踪机制用来检查数据包的连接状态（state）。常见的连接状态包括NEW（与任何链接无关的）、ESTABLISHED(响应请求或者已建立连接的)和RELATED（与已有链接有相关性的，如FTB数据连接）。例如，若要禁止转发与正常TCP链接无关的非--syn请求数据包（如伪造的网络攻击数据包），可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -m state --state NEW -p tcp！--syn -j DROP