Linux安全技术与iptables防火墙

一.安全技术：

• 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（默默的看着你）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。（必经之路）。

• 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。

二.防火墙：

应用层     进程 程序
表示层
会话层传输层           端口          防火墙
网络层           ip            路由器 三层 
数据链路层        mac          交换机物理层      定义标准

1.防火墙概念：

防火墙（Firewall）技术是通过有机结合各类用于安全管理与筛选的软件和硬件设备，帮助计算机网络于其内、外网之间构建一道相对隔绝的保护屏障，以保护用户资料与信息安全性的一种技术。 

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

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

三.Linux防火墙的基本认识：

Linux系统的防火墙：IP信息包过滤系统，它实际上由两个组件 netfilter和iptables 组成。

主要工作在网络层，针对IP数据包。体现在对包内的IP地址、端口、协议等信息的处理上。

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/

2.防火墙工具介绍：

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

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

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。

netfilter/iptables关系

netfilter：

位于Linux内核中的包过滤功能体系
称为Linux防火墙的“内核态”（内核空间）
是内核的一部分，由一些数据包过滤表组成，这些表包含内核用来控制数据包过滤处理的规则集。

iptables： 

位于/sbin/iptables
用来管理防火墙规则的工具称为Linux防火墙的“用户态”
它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易

netfilter/iptables后期简称为iptables。iptables是基于内核的防火墙，其中内置了raw、mangle、 nat和filter四个规则表。 

表中所有规则配置后，立即生效，不需要重启服务。

3.iptables防火墙默认规则表、链结构：

iptables由五个表table和五个链chain以及一些规则组成：

数据包到达防火墙时，规则表之间的优先顺序:  raw > mangle > nat > filter

四.iptables的四表五链：

1.四表：

raw表∶ 确定是否对该数据包进行状态跟踪

mangle表∶为数据包设置标记

nat表∶ 负责网络地址转换，用来修改数据包中的源、目标IP地址或端口

filter表 :负责过滤数据包， 确定是否放行该数据包（过滤）

2.五链:

INPUT∶ 处理入站数据包，匹配目标IP为本机的数据包。

OUTPUT∶处理出站数据包，一般不在此锌上，做配置。

FORWARD∶ 处理转发数据包，匹配流经本机的数据包。

PREROUTING链∶ 在进行路由选择前处理数据包，用来修改目的地址，用来做DNAT。相当于把内网服务器的工P和端口映射到路由器的外网IP和端口上。

POSTROUTING链∶ 在进行路由选择后处理数据包，用来修改源地址，用来做SNAT。相当于内网通过路由器NAT转换功能实现内网主机通过一个公网工P地址上网。

3.四表五链总结:

规则表的作用∶容纳各种规则链

规则链的作用∶容纳各种防火墙规则

表里有链，链里有规则

3.1 规则链之间的匹配顺序:

• 入站数据（来自外界的数据包，且目标地址是防火墙本机）∶ PREROUTING --> INPUT --> 本机的应用程序
• 出站数据（从防火墙本机向外部地址发送的数据包）∶ 本机的应用程序 --> OUTPUT --> POSTROUTING网络型防火墙∶
• 转发数据（需要经过防火墙转发的数据包）∶ PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING

3.2 规则链内的匹配顺序:

• 自上向下按顺序依次进行检查，找到相匹配的规则即停 止 （LoG策略例外， 表示记录相关日志）
• 若在该链内找不到相匹配的规则，则按该链的默认策略处理（未修改的状况下，默认策略为允许）

4.内核中数据包的传输过程：

1. 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
2. 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
3. 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

5.三种报文流向：

流入本机：PREROUTING --> INPUT-->用户空间进程(访问我的服务)

流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING（穿过我）

转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING（分摊流量）

五.iptables的配置:

1.iptables的安装:

Centos 7默认使用firewalld防火墙，没有安装iptables， 若想使用iptables防火墙。必须先关闭firewalld防火墙，再安装iptables。

systemctl stop firewalld. service				关闭firewalld防火墙
systemctl disable firewalld. service			取消firewalld防火墙开机自启动
yum -y install iptables iptables-services		安装iptables和iptables-services
systemctl start iptables.service				启动iptables-services
systemctl status iptables.service               查看iptables-services状态

2.iptables防火墙的配置方法:

2.1 使用图形化来管理 system-config-firewall(centos 6)

2.2 使用iptables命令行管理:

命令格式：
iptables  [-t 表名]  管理选项  [链名] [匹配条件] [-j 控制类型]

注意事项：

不指定表名时，默认指filter表

不指定链名时，默认指表内的所有链

除非设置链的默认策略，否则必须指定匹配条件

选项、链名、控制类型使用大写字母，其余均为小写

语法总结：

常见的管理选项：

管理选项	用法示例
-A	在指定链末尾追加一条 iptables -A INPUT （操作）
-I	在指定链中插入一条新的，未指定序号默认作为第一条 iptables -I INPUT （操作）
-P	指定默认规则 iptables -P OUTPUT ACCEPT （操作）
-D	删除 iptables -t nat -D INPUT 2 （操作）
-p	服务名称 icmp tcp
-R	修改、替换某一条规则 iptables -t nat -R INPUT （操作）
-L	查看 iptables -t nat -L （查看）
-n	所有字段以数字形式显示（比如任意ip地址是0.0.0.0而不是anywhere，比如显示协议端口号而不是服务名） iptables -L -n,iptables -nL,iptables -vnL （查看）
-v	查看时显示更详细信息，常跟-L一起使用 （查看）
--line-number	规则带编号 iptables -t nat -L -n --line-number /iptables -t nat -L --line-number
-F	清除链中所有规则 iptables -F （操作）
-N	新加自定义链
-X	清空自定义链的规则，不影响其他链 iptables -X
-Z	清空链的计数器（匹配到的数据包的大小和总和）iptables -Z
-S	看链的所有规则或者某个链的规则/某个具体规则后面跟编号

常用控制类型：

控制类型	作用
ACCEPT	允许数据包通过(默认)
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，会给数据发送端一个响应信息
SNAT	修改数据包的源地址
DNAT	修改数据包的目的地址
MASQUERADE	伪装成一个非固定公网IP地址
LOG	在/var/log/messages文件中记录日志信息，然后将数据包传递给下一条规则。LOG只是一种辅助动作，并没有真正处理数据包

通用匹配：

匹配的条件	作用
-p	指定要匹配的数据包的协议类型
-s	指定要匹配的数据包的源IP地址
-d	指定要匹配的数据包的目的IP地址
-i	指定数据包进入本机的网络接口(入站网卡)
-o	指定数据包离开本机做使用的网络接口（出站网卡）
--sport	指定源端口号
--dport	指定目的端口号

六. iptables操作：

1.查看 iptables 的规则：

[root@localhost ~]#iptables -vnL-L 与 -vn 一起使用时，L 要在最后面，否则会报错[root@localhost ~]#iptables -vnL --line-number#显示各条规则在链内的顺序号

2.指定表查看：

iptables -t filter -vnL

iptables -t filter -vnL INPUT （在最后面加入链的名称，可以只显示该表
该链的规则）

      

3.删除规则：

[root@localhost ~]#iptables -D INPUT 1
#指定链  并且指定链的序号[root@localhost ~]#iptables -D INPUT -s 172.16.195.3 -j DROP 
#指定链  并且指定源地址[root@localhost ~]#iptables -F     
#清除链中所有的规则

 删除指定链：

指定删除：

删除全部：

注意：

① 若规则列表中有多条相同的规则时，按内容匹配只删除的序号最小的一条
② 按号码匹配删除时，确保规则号码小于等于已有规则数，否则报错
③ 按内容匹配删数时，确保规则存在，否则报错

4.添加新规则：

[root@localhost ~]#iptables -I INPUT  -s 172.16.195.3 -j ACCEPT
#在INPUT链中插入一条新的，未指定序号，默认加在第一条

[root@localhost ~]#iptables -I INPUT 2  -s 172.16.195.3 -j ACCEPT 
#指定序号  加在第2条的位置

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT   -s 192.168.44.4 -j ACCEPT 
#在INPUT链的末尾加上

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -s 172.16.195.3/24 -j REJECT #当我们输入这个，并敲下回车，出问题了
#拒绝192.168.44.0这个段接入[root@localhost gg]#iptables -I INPUT 2 -s 172.16.195.4/24 -j ACCEPT #在这条规则之前，允许本机接入，可以解决问题

不允许其他主机ping本机,给响应信息REJECT，ping所使用的协议为icmp

iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j REJECT
#不允许其他主机ping本机,给响应信息REJECT，ping所使用的协议为icmpiptables -nL 
#使用数字形式(fliter)表所有链

不允许其他主机ping本机,不给响应信息 DROP， ping所使用的协议为icmp:

iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j DROP
#不允许其他主机ping本机,不给响应信息DROP，ping所使用的协议为icmp

小问题：

在拒绝所有之后，连自己也无法ping通，怎么办？

iptables -nvL 
#拒绝所有
iptables -I INPUT 2 -i lo -j ACCEPT 
#-i 指定入站网卡 lo   回环网卡   接受

5.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。

[root@localhost ~]#iptables -P  INPUT ACCEPT
#指定默认规则  ACCEPT

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -s 172.16.195.3 -j ACCEPT 
#在 INPUT 链末尾加入自己[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -j DROP 
#在 INPUT 链末尾  拒绝所有，相当于白名单了这样操作，相当于自己不在拒绝之外，相当于白名单，其他人需要进来需要添加进白名单

注意：

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， 因此在其他规则之前或之后设置并无区别。

6.修改、替换规则：

规则通式：

iptables  -t 表名  -R 链名  编号  规则

[root@localhost ~]#iptables -R INPUT 3 -s 172.16.195.3/24 -j ACCEPT 

7.自定义链：

-N  自定义一条新的规则链
-E  重命名自定义链   ：引用计数不为0的自定义链，也就是被使用的自定义链，不能够被重命名，也不能被删除
-X  删除自定义的空的规则链

iptables -A xyl -p tcp --dport 8080 -j ACCEPT

[root@localhost ~]#iptables -X lxc注意：引用计数为0才可以删除

[root@localhost ~]#iptables -E gg lxc
#重命名自定义链

8.通用匹配：

可直接使用，不依赖于其他条件或扩展，包括网络协议、IP地址、网络接口等条件。

• 协议匹配：-p 协议名
• 地址匹配：-s 源地址、-d 目的地址   可以是IP、网段、域名、空（任何地址)
• 接口匹配：-i 入站网卡、-o出站网卡

iptables -A INPUT -s 172.16.195.3 -j DROP
#不允许192.168.79.220 ping通本机

9.隐含匹配：

 要求以特定的协议匹配作为前提，包括端口、TCP标记、ICMP类 型等条件。

端口匹配∶ --sport 源端口、--dport 目的端口

 9.1 端口匹配: --sport 源端口、--dport 目的端口，可以是个别端口、端口范围

• --sport 1000                               匹配源端口是1000的数据包
• --sport 1000:3000                      匹配源端口是1000-3000的数据包
• --sport :3000                              匹配源端口是3000及以下的数据包
• --sport 1000:                              匹配源端口是1000及以上的数据包
• --sport和--dport 必须配合 -p <协议类型> 使用

iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
#指定tcp协议目标端口20：21同意访问iptables-I FORWARD -d 192.168.80.0/24 -p tcp --dport 24500:24600 -j DROP
#不转发 目标网段是 192.168.80段 tcp协议的24500到24600iptables -I INPUT -i ens33 -p tcp --tcp-flags SYN,RST,ACK SYN -jACCEPT
#丢弃SYN请求包，放行其他包

9.2  ICMP类型匹配：

格式：--icmp-type ICMP类型，可以是字符串、数字代码

• "Echo-Request”(代码为8)表示请求
• "Echo- -Reply”(代码为0)表示回显
• "Dest ination-Unreachable" (代码为3)表示目标不可达
• 关于其它可用的ICMP 协议类型，可以执行“iptables -P icmp -h”命令，查看帮助信息

iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP	
#禁止其它主机ping本机iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT 
#允许本机ping其它主机iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 3 -j ACCEPT	 
#当本机ping不通其它主机时 提示目标不可达

10.显示匹配：

要求以“-m扩展模块”的形式明确指出类型，包括多端口、MAC地址、IP范围、数据包状态等条件

10.1 多端口匹配：

• -m multiport --sport 源端口列表
• -m multiport --dport 目的端口列表

iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -i ACCEPT 
#允许访问tcp的80，22，21，20，53端口iptables -A INPUT -p udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
#允许访问udp的53端口

10.2 ip范围匹配：

iptables -A FORWARD -p udp -m iprange --src-range 192.168.52.100-192.168.52.200 -j DROP
# 禁止转发源地址位于192.168.52.100——192.168.52.200的udp数据包

10.3 MAC地址匹配：

格式：-m mac --mac -source MAC地址

iptables -A FORWARD -m mac --mac-source xx:xx:xx:xx:xx:xx -j DROP
禁止来自某MAC地址的数据包通过本机转发

10.4 状态匹配：

格式：-m state --state 连接状态

常见连接状态：

• NEW：主机连接目标主机，在目标主机上看到的第一个想要连接的包
• ESTABLISHED：主机已与目标主机进行通信，判断标准只要目标主机回应了第一个包，就进入该状态
• RELATED：主机已与目标主机进行通信，目标主机发起新的链接方式，一般与ESTABLISHED  配合使用
• INVALID ∶ 无效的封包，例如数据破损的封包状态

iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -P udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -P tcp -m state --state ESTABLISHED, RELATED -j ACCEPT
#对进来的包的状态进行检测。已经建立tcp连接的包以及该连接相关的包允许通过简j单来说就是只允许所有自己发出去的包进来