iptables 从入门到应用

喜欢ヅ旅行 2022-04-18 00:50 312阅读 0赞

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### iptables 从入门到应用 ###

*  一、简介
 *   *  1.1、是什么？
     *  1.2、发展史
 *  二、原理
 *   *  2.1、组成
     *  2.2、实现方式
     *  2.3、数据包过滤匹配流程
 *  三、iptables命令
 *   *  3.1、制定iptables表规则思路
     *  3.2、基本语法结构
     *  3.3、详细语法
     *  3.4、语法结构解析
     *   *  3.4.1、表
         *  3.4.2、管理选项
         *   *  链管理
             *  规则管理
             *  规则显示
         *  3.4.3、链
         *  3.4.4、条件匹配
         *   *  基本匹配的使用选项及功能
             *  隐式匹配的使用选项及功能
             *  显式匹配的使用选项及功能
             *   *  1.multiport(多端口)
             *  2.iprange（ip范围）
             *  3.time（时间范围）
             *  4.string(字符串)
             *  5.connlimit(连接限制)
             *  6.limit(速率限制)
             *  7.state（状态）
         *  3.4.5、处理动作
     *  3.5、保存和载入规则
     *   *  3.5.1、CentOS 7
         *  3.5.2、CentOS 6
 *  四、iptables的实践应用
 *   *  4.1、iptables常用规则
     *   *  1.放行sshd服务
         *  2.放行httpd/nginx服务
         *  3.放行本机端的流入流出
         *  4.限制ping 192.168.0.1主机的数据包数，平均2/s个，最多不能超过3个
     *  4.2、如何配置iptables
     *  4.3、iptables初始化脚本

# 一、简介 #

## 1.1、是什么？ ##

**iptables是隔离主机以及网络的工具，通过自己设定的规则以及处理动作对数据报文进行检测以及处理。**

## 1.2、发展史 ##

防火墙的发展史就是从墙到链再到表的过程，也即是从简单到复杂的过程。为什么规则越来越多，因为互联网越来越不安全了，所有防火墙的的规则也越来越复杂。防火的工具变化如下：

*  `ipfirewall`(墙)–>`ipchains`（链条）–`iptables`（表）
 *  2.0版内核中，包过滤机制是`ipfw`，管理工具是`ipfwadm`；
 *  2.2 版内核中，包过滤机制`ipchain`，管理工具是`ipchains`；
 *  2.4版及以后的内核中，包过滤机制是`netfilter`，管理工具`iptables`。

# 二、原理 #

## 2.1、组成 ##

`linux`的防火墙由`netfilter`和`iptables`组成。用户空间的`iptables`制定防火墙规则，内核空间的`netfilter`实现防火墙功能。

`netfilter`（内核空间）位于Linux内核中的包过滤防火墙功能体系，称为Linux防火墙的“内核态”。

`iptables`(用户空间)位于`/sbin/iptables`，是用来管理防火墙的命令的工具，为防火墙体系提供过滤规则/策略，决定如何过滤或处理到达防火墙主机的数据包，称为Linux防火墙的“用户态”。

## 2.2、实现方式 ##

Linux系统的防火墙功能是由内核实现的，包过滤防火墙工作在TCP/IP的网络层。

![网络路防火层][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQzMDAzNg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

用户空间的iptables制定相应的规则策略控制内核空间的`netfilter`处理相应的数据访问控制。

`iptables`有四表五链(其实有五表，是后来加进来的)，四表分别是下图的的`raw，mangle,nat，filter`表。五链分别是`PREROUTING,INPUT,OUTPUT,FORWARD,POSTROUTING`链。表有什么用？链又有什么用呢？其实表决定了数据报文处理的方式，而链则决定了数据报文的流经哪些位置。

你可以从图中看出规则表的优先级：`raw-->mangle-->nat-->filter`。

![IP防火墙表规则][IP]

四表的介绍如图（ps：由于现在有五表了，所以我把另一个表也加了进来）。  
![表][20181106102054392.png]

五链的介绍如图。

![五表][20181106102112612.png]

制作防火墙规则通常有两种基本策略。一是黑名单策略；二是白名单策略。

*  **黑名单策略**指没有被拒绝的流量都可以通过，这种策略下管理员必须针对每一种新出现的攻击，制定新的规则，因此不推荐。
 *  **白名单策略**指没有被允许的流量都要拒绝，这种策略比较保守，根据需要，逐渐开放，目前一般都采用白名单策略，推荐。

## 2.3、数据包过滤匹配流程 ##

如图，我们可以分析数据报文进入本机后应用了哪些表规则以及链规则，根据表规则和链规则我们分析数据包的过滤匹配流程。

比如我们制定一个`filter`表的规则，`filter`表决定是否放行数据包通过，那如果通过，则必须经由`INPUT`链流入数据包，`INPUT`链是处理入站数据的，如果没问题，继续放行到用户空间，再经由`OUTPUT`链将数据包流出。

那如果是`nat`表的规则，`nat`表主要实现转发功能，数据包先经由PREROUTING链进行路由选择，选择好路线后再经由`FORWARD`链转发数据，然后再进行一个路由选择，最后由`POSTROUTING`链流出数据。

其他表规则的数据包流程不做介绍，图中介绍的十分详尽。

![数据表流程][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQzMDAzNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 三、iptables命令 #

![iptables命令][iptables]

## 3.1、制定iptables表规则思路 ##

1.  选择一张表(此表决定了数据报文处理的方式）
2.  选择一条链(此链决定了数据报文的流经哪些位置)
3.  选择合适的条件(此条件决定了对数据报文做何种条件匹配)
4.  选择处理数据报文的动作，制定相应的防火墙规则。

## 3.2、基本语法结构 ##

**结构**：

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

几个注意事项：

不指定表名时，默认表示`filter`表，不指定链名时，默认表示该表内所有链，除非设置规则链的缺省策略，否则需要指定匹配条件。  
![iptables规则组成][iptables 1]

## 3.3、详细语法 ##

iptables [-t table] { -A|-C|-D} chain rule-specification
    iptables [-t table] -I chain [rulenum] rule-specification
    iptables [-t table] -R chain rulenum rule-specification
    iptables [-t table] -D chain rulenum
    iptables [-t table] -S [chain [rulenum]]
    iptables [-t table] { -F|-L|-Z} [chain [rulenum]] [options...]
    iptables [-t table] -N chain
    iptables [-t table] -X [chain]
    iptables [-t table] -P chain target
    iptables [-t table] -E old-chain-name new-chain-name
    rule-specification = [matches...] [target]
    match = -m matchname [per-match-options]
    target = -j targetname [per-target-options]

## 3.4、语法结构解析 ##

语法结构解析如下。

**注意：本导图是按照iptables语法结构的使用的先后顺序制作的，如果按照此种方式能够很快地帮助我们记忆以及掌握iptables规则的制定。**

![语法结构解析][20181106102640781.png]

### 3.4.1、表 ###

其实表的介绍，在上面已经介绍了。这里我们可以再来回顾以下五张表的功能。  
![表功能][20181106102706286.png]

### 3.4.2、管理选项 ###

管理选项分为三大类，分别为：规则的显示，规则链管理以及规则管理。我们可以通过`man`帮助查看`iptables`的用法，大多选项用法都见名知意。  
![管理选项][20181106102740358.png]

#### 链管理 ####

-N, --new-chain chain：新建一个自定义的规则链；
        -X, --delete-chain [chain]：删除用户自定义的引用计数为0的空链；
        -F, --flush [chain]：清空指定的规则链上的规则；
        -E, --rename-chain old-chain new-chain：重命名链；
        -Z, --zero [chain [rulenum]]：置零计数器；
          注意：每个规则都有两个计数器
          packets：被本规则所匹配到的所有报文的个数；
          bytes：被本规则所匹配到的所有报文的大小之和；
        -P, --policy chain target 制定链表的策略(ACCEPT|DROP|REJECT)

#### 规则管理 ####

-A, --append chain rule-specification：追加新规则于指定链的尾部； 
        -I, --insert chain [rulenum] rule-specification：插入新规则于指定链的指定位置，默认为首部；
        -R, --replace chain rulenum rule-specification：替换指定的规则为新的规则；
        -D, --delete chain rulenum：根据规则编号删除规则；
        -D, --delete chain rule-specification：根据规则本身删除规则；

#### 规则显示 ####

-L, --list [chain]：列出规则；
         -v, --verbose：详细信息； 
         -vv 更详细的信息
         -n, --numeric：数字格式显示主机地址和端口号；
         -x, --exact：显示计数器的精确值，而非圆整后的数据；
         --line-numbers：列出规则时，显示其在链上的相应的编号；
         -S, --list-rules [chain]：显示指定链的所有规则；

### 3.4.3、链 ###

五链的功能如图所示。

![五链的功能][20181106103005828.png]

### 3.4.4、条件匹配 ###

条件匹配分为基本匹配和扩展匹配，扩展匹配又分为显示匹配和隐式匹配。

**基本匹配**的特点是：无需加载扩展模块，匹配规则生效；扩展匹配的特点是：需要加载扩展模块，匹配规则方可生效。

**隐式匹配**的特点：使用`-p`选项指明协议时，无需再同时使用`-m`选项指明扩展模块以及不需要手动加载扩展模块；

**显示匹配**的特点：必须使用`-m`选项指明要调用的扩展模块的扩展机制以及需要手动加载扩展模块。

#### 基本匹配的使用选项及功能 ####

-p 指定规则协议，tcp udp icmp all
    -s 指定数据包的源地址，ip hostname
    -d 指定目的地址
    -i 输入接口
    -o 输出接口                                              
    ! 取反

#### 隐式匹配的使用选项及功能 ####

-p tcp
      --sport 匹配报文源端口；可以给出多个端口，但只能是连续的端口范围 
      --dport 匹配报文目标端口；可以给出多个端口，但只能是连续的端口范围
      --tcp-flags mask comp 匹配报文中的tcp协议的标志位
    -p udp
      --sport 匹配报文源端口；可以给出多个端口，但只能是连续的端口范围
      --dport 匹配报文目标端口；可以给出多个端口，但只能是连续的端口范围
    --icmp-type
      0/0： echo reply 允许其他主机ping
      8/0：echo request 允许ping其他主机

#### 显式匹配的使用选项及功能 ####

显式匹配的选项特别多，所以使用思维导图的方式梳理一下。我们可以使用命令：`man iptables-extensions`查看具体用法。  
![现实匹配扩展][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQzMDAzNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

##### 1.multiport(多端口) #####

开放多个端口。

![multiport][]  
例子：

iptables -I INPUT -d 172.16.100.7 -p tcp -m multiport --dports 22,80 -j ACCEPT iptables -I OUTPUT -s 172.16.100.7 -p tcp -m multiport --sports 22,80 -j ACCEPT

#### 2.iprange（ip范围） ####

以连续地址块的方式来指明多IP地址匹配条件。  
例子：

iptables -A INPUT -d 172.16.100.7 -p tcp --dport 23 -m iprange --src-range 172.16.100.1-172.16.100.100 -j ACCEPT iptables -A OUTPUT -s 172.16.100.7 -p tcp --sport 23 -m iprange --dst-range 172.16.100.1-172.16.100.100 -j ACCEPT

#### 3.time（时间范围） ####

指定时间范围。

例子：

iptables -A INPUT -d 172.16.100.7 -p tcp --dport 901 -m time --weekdays Mon,Tus,Wed,Thu,Fri --timestart 08:00:00 --time-stop 18:00:00 -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -s 172.16.100.7 -p tcp --sport 901 -j ACCEPT

#### 4.string(字符串) ####

对报文中的应用层数据做字符串模式匹配检测(通过算法实现)。  
例子：

--algo { bm|kmp}：字符匹配查找时使用算法
    --string "STRING":　要查找的字符串
    --hex-string “HEX-STRING”: 要查找的字符，先编码成16进制格式

#### 5.connlimit(连接限制) ####

根据每个客户端IP作并发连接数量限制。  
例子：

--connlimit-upto n  连接数小于等于n时匹配
    --connlimit-above n 连接数大于n时匹配

#### 6.limit(速率限制) ####

报文速率控制。

#### 7.state（状态） ####

追踪本机上的请求和响应之间的数据报文的状态。状态有五种：`INVALID, ESTABLISHED, NEW, RELATED, UNTRACKED`.

![state][]  
法则：

1.  对于进入的状态为`ESTABLISHED`都应该放行；
2.  对于出去的状态为`ESTABLISHED`都应该放行；
3.  严格检查进入的状态为`NEW`的连接；
4.  所有状态为`INVALIED`都应该拒绝；

### 3.4.5、处理动作 ###

处理动作有内置的处理动作和自定义的处理动作。自定义的处理动作用的比较少，因此只介绍内置的处理动作。

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:在日志文件中记录日志信息，然后将数据包传递给下一条规则
    QUEUE: 防火墙将数据包移交到用户空间
    RETURN:防火墙停止执行当前链中的后续Rules，并返回到调用链 
    REDIRECT:端口重定向
    MARK：做防火墙标记
    DNAT：目标地址转换
    SNAT：源地址转换                                 
    MASQUERADE:地址伪装

## 3.5、保存和载入规则 ##

CentOS6和CentOS7保存和载入的规则稍有差异。

### 3.5.1、CentOS 7 ###

保存：iptables-save > /PATH/TO/SOME_RULE_FILE   
    重载：iptabls-restore < /PATH/FROM/SOME_RULE_FILE    
    -n, --noflush：不清除原有规则    
    -t, --test：仅分析生成规则集，但不提交

### 3.5.2、CentOS 6 ###

保存规则：service iptables save   #保存规则于/etc/sysconfig/iptables文件，覆盖保存； 
    重载规则：service iptables restart #默认重载/etc/sysconfig/iptables文件中的规则

配置文件：`/etc/sysconfig/iptables-config`

# 四、iptables的实践应用 #

`iptables`十分重要与网络的安全息息相关，我们理所应当掌握。不过我们大可不必死记硬背，一定结合实际项目，多多练习，效果才会更好。

## 4.1、iptables常用规则 ##

### 1.放行sshd服务 ###

iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.0.0/24 -d 192.168.0.1 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
    iptables -t filter -A OUTPUT -s 192.168.0.1  -p tcp --sport 22 -j ACCEPT

### 2.放行httpd/nginx服务 ###

iptables -I OUTPUT -s 192.168.0.1 -p tcp --sport 80 -j ACCEPT
    iptables -I INPUT -d 192.168.0.1 -p tcp --dport 80 -j ACCEPT

### 3.放行本机端的流入流出 ###

iptables -A  INPUT  -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -i lo -j ACCEPT
    iptables -A  OUTPUT  -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -o lo -j ACCEPT

\#不放行本机的流入与流出，访问本机的httpd服务，网页会出现`Error establishing a database connection`。

### 4.限制ping 192.168.0.1主机的数据包数，平均2/s个，最多不能超过3个 ###

iptables -A INPUT -i ens33 -d 192.168.0.1 -p icmp --icmp-type 8 -m limit --limit 2/second --limit-burst 3 -j ACCEPT

## 4.2、如何配置iptables ##

1.  删除现有规则
    
        iptables -F
2.  配置默认链策略
    
        iptables -P INPUT DROP
        iptables -P FORWARD DROP
        iptables -P OUTPUT DROP
3.  允许远程主机进行SSH连接
    
        iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 22 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
        iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –sport 22 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT
4.  允许本地主机进行SSH连接
    
        iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –dport 22 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
        iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –sport 22 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT
5.  允许HTTP请求
    
        iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp –dport 80 -m state –state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
        iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp –sport 80 -m state –state ESTABLISHED -j ACCEPT

## 4.3、iptables初始化脚本 ##

#!/bin/bash
      
    echo "Setting firewall . . . . start"
      
    #--------RULESET INIT----------#
    iptables -F
    iptables -X
    iptables -P INPUT DROP
    iptables -P OUTPUT ACCEPT
    iptables -P FORWARD ACCEPT
    iptables -A INPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -j ACCEPT
    #------------------------------#
    iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
    iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp ! --syn -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
    iptables -A FORWARD -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
    #------------------------------#
    #zabbix
    iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 10050 -j ACCEPT
    iptables -A INPUT -p udp --destination-port 10051 -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 10050 -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -p udp --destination-port 10051 -j ACCEPT
    #for web
    iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 21 -j ACCEPT
    iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 80 -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 80 -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 21 -j ACCEPT
    #for mysql
    iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 3306 -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 3306 -j ACCEPT
    #for mail
    iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 25 -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 25 -j ACCEPT
    iptables -A OUTPUT -p tcp --destination-port 110 -j ACCEPT
    #for ssh
    iptables -A INPUT -p tcp -s any/0 --destination-port 22 -j ACCEPT
    iptables -N icmp_allowed
    iptables -A icmp_allowed -p ICMP --icmp-type 11 -j ACCEPT
    iptables -A icmp_allowed -p ICMP --icmp-type 8 -j ACCEPT
    iptables -A icmp_allowed -p ICMP -j DROP
    iptables -A OUTPUT -p icmp -j ACCEPT
    iptables -A INPUT -p icmp -j ACCEPT
    iptables -A FORWARD -p tcp --tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST RST -m limit --limit 1/s -j ACCEPT iptables -A FORWARD -p icmp --icmp-type echo-request -m limit --limit 1/s -j ACCEPT iptables -A FORWARD -p tcp --syn -m limit --limit 1/s -j ACCEPT

/etc/init.d/iptables save

[Link 1]: https://www.cnblogs.com/frankb/p/7427944.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQzMDAzNg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220418/41cd815181064eafa884c431969e53a0.png
[IP]: /images/20220418/0c3b7bb89ec74877bd340f5654499898.png
[20181106102054392.png]: /images/20220418/b93a90d2ed65498daac7a61fb5f10c96.png
[20181106102112612.png]: /images/20220418/0555c22ca6644112b09eb042fd762b65.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQzMDAzNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220418/91910dc57adf4ede9706ad3209d8443a.png
[iptables]: /images/20220418/cbf97046ddcc4b8198a462a7d86bc509.png
[iptables 1]: /images/20220418/3bde758e93494565a3d6832277fd2ddf.png
[20181106102640781.png]: /images/20220418/915c8f1d1e694f7ebed76fc0861d7735.png
[20181106102706286.png]: /images/20220418/d3fca20269c245df8488d1bc12c48cbd.png
[20181106102740358.png]: /images/20220418/a51e306e04a043f09c0e68f877a2fab6.png
[20181106103005828.png]: /images/20220418/e093539e8e7042ccba4c27bb3070ce45.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQzMDAzNg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220418/b7c46fffbd4c4384a426df4e8f0bb1ea.png
[multiport]: /images/20220418/768fe3a124d747c4a0c620a7e36f93e0.png
[state]: /images/20220418/58a31b639ed9477486d3ada32f2ac3fe.png