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iptables 防火墙

news 2025/4/27 15:52:12

1. Linux 防火墙基础

1.1 iptables 的表、链结构

1.2 数据包过滤的匹配流程

2. 编写防火墙规则

2.1 基本语法、数据包控制类型

2.2 添加、查看、删除规则等基本操作

3. 规则的匹配条件

3.1 通用匹配

3.2 隐含匹配

3.3 显式匹配

1. Linux 防火墙基础

Linux 的防火墙体系主要工作在网络层，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高效率，也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。

1.1 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，如下图所示。

其中，每个规则“表”相当于内核空间的一个容器，根据规则集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，则是按先后顺序存放在各规则链中。

（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。

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:mangle 表用来修改数据包的 TOS(Type Of service,服务类型)、TTL(Time To Live,生存周期)，或者为数据包设置 ark 标记，以实现流量整形、策略路由等高级应用。mangle 表对应的内核模块为 iptable_mangle,表内包含五个链,即 PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD.
raw 表:raw 表是自1.2.9 以后版本的 iptables 新增的表，主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪。raw 表对应的内核模块为 iptable_raw，表内包含两个链，即 OUTPUT、PREROUTING。

在 iptables 的四个规则表中,mangle 表和 raw 表的应用相对较少。

（2）规则链

在处理各种数据包时，根据防火墙规则的不同介入时机，iptables 默认划分为五种不同的规则链。
这五种链的名称、各自的介入时机如下。

INPUT 链:当收到访问防火墙本机地址的数据包(入站)时，应用此链中的规则。
OUTPUT 链:当防火墙本机向外发送数据包(出站)时，应用此链中的规则。
FORWARD 链:当接收到需要通过防火墙中转发送给其他地址的数据包(转发)时，应用此链中的规则。
PREROUTING 链:在对数据包做路由选择之前，应用此链中的规则。
POSTROUTING 链:在对数据包做路由选择之后，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。

1.2 数据包过滤的匹配流程

（1）规则表之间的顺序

当数据包抵达防火墙时，将依次应用 raw 表、mangle 表、nat 表和 filter 表中对应链内的规则(如果存在)，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，如下图所示

入站数据流向:来自外界的数据包到达防火墙后，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)进行响应。
转发数据流向:来自外界的数据包到达防火墙后,首先被 PREROUTING 链处理,然后再进行路由选择;如果数据包的目标地址是其他外部地址(如局域网用户通过网关访问 QQ 服务器),则内核将其传递给FORWARD 链进行处理(允许转发或拦截、丢弃),最后交给 POSTROUTING 链(是否修改数据包的地址等)进行处理。
出站数据流向:防火墙本机向外部地址发送的数据包(如在防火墙主机中测试公网 DNS 服务时)，首先进行路由选择，确定了输出路径后，再经由 OUTPUT 链处理，最后再交给 POSTROUTING 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、第二条规则…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。如果比对完整个链，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。

2. 编写防火墙规则

2.1 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]管理选项[链名][匹配条件][-j 控制类型]

其中，表名、链名用来指定 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，如插入、增加、删除、査看等;匹配条件用来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，数据包的控制类型非常关键，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。
L0G: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。

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 只是一种辅助动作，并没有真正处理数据包。

2.2 添加、查看、删除规则等基本操作

在熟练编写各种防火墙规则之前，首先需要掌握如何査看规则、添加规则、删除规则、清空链内规则等基本操作。下面将介绍 iptables 命令中常用的几个管理选项，如下表所示。

类别	选项	用途
增加	-A	追加到最后一行
增加	-I	插入到第一行(或指定序号)
查看	-L	列出所有规则
	-n	以数字形式显示
	-v	详细信息
	-line(--line-numbers)	显示序号
删除	-D	删除一条(指定序号或内容)
删除	-F	清空所有
修改	-R	替换某条规则
设置默认	-p	设置默认规则

（1）添加新的规则

添加新的防火墙规则时，使用管理选项“-A”、“-ī”，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(其中“-p 协议名”作为匹配条件)。

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“-tfilter”选项，默认使用 filter 表)。

（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，若要査看 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。

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，若要以数字地址形式査看 fi1ter 表 INPUT 链中的所有规则，可以执行以下操作。

（3）删除、清空规则

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，可以执行以下操作。

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。

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

（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。

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，因此在其他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。

3.1 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。

（1）协议匹配

编写 iptables 规则时使用“-p 协议名”的形式指定，用来检查数据包所使用的网络协议(--protocol)，如 tcp、udp、icmp 和 a11(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 协议之外的数据包，可以执行以下操作。

（2）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，用来检査数据包的源地址(--source)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。

（3）网络接口匹配

编写 iptables 规则时使用“-1 接口名”和“-0 接口名”的形式，用于检査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(ens33)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。

3.2 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。

（1）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，用来检査数据包的源端口(--source-port)或目标端口(--destination-port)。单个端口号或者以冒号“:”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,若要允许为网段 192.168.4.0/24 转发 DNS 查询数据包，可以执行以下操作。

（2） ICMP 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,用来检査 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 8)、“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 其他主机,可以执行以下操作。

3.3 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“1smodgrep xt_”命令査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。

（1）多端口匹配

编写 iptables 规则时使用“-m multiport --dports 端口列表”“-m multiport--sports 端日列表*的形式，用来检査数据包的源端口、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，以便提供电子邮件服务，可以执行以下操作。

（2） IP 范围匹配

编写 iptables 规则时使用“-m iprange --src-range Ip 范围”、“-m iprange --dst-rangeIP 范围”的形式，用来检査数据包的源地址、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。

（3） MAC 地址匹配

编写 iptables 规则时使用“-m mac --mac-source MAC 地址”的形式，用来检査数据包的源 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，禁止其访问本机的任何应用，可以参考以下操作。

（4）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査数据包的连接状态(state)。常见的连接状态包括 NEW(与任何连接无关的)、ESTABLISHED(响应请求或者已建立连接的)和RELATED(与己有连接有相关性的，如FTP 数据连接)。例如，若要禁止转发与正常 TCP 连接无关的非--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。