iptables详解

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。

目前市面上比较常见的有3、4层的防火墙，叫网络层的防火墙，还有7层的防火墙，其实是代理层的网关。

对于TCP/IP的七层模型来讲，我们知道第三层是网络层，三层的防火墙会在这层对源地址和目标地址进行检测。但是对于七层的防火墙，不管你源端口或者目标端口，源地址或者目标地址是什么，都将对你所有的东西进行检查。所以，对于设计原理来讲，七层防火墙更加安全，但是这却带来了效率更低。所以市面上通常的防火墙方案，都是两者结合的。而又由于我们都需要从防火墙所控制的这个口来访问，所以防火墙的工作效率就成了用户能够访问数据多少的一个最重要的控制，配置的不好甚至有可能成为流量的瓶颈。

防火墙的分类
防火墙技术根据防范的方式和侧重点的不同而分为很多种类型，但总体来讲可分为包过滤防火墙和代理服务器两种类型。

防火墙的工作原理
1．包过滤防火墙工作原理（图2）

2．代理服务型防火墙工作原理
代理服务型防火墙是在应用层上实现防火墙功能的。它能提供部分与传输有关的状态，能完全提供与应用相关的状态和部分传输的信息，它还能处理和管理信息。

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，

    1.内核空间中：从一个网络接口进来，到另一个网络接口去的

    2.数据包从内核流入用户空间的

    3.数据包从用户空间流出的

    4.进入/离开本机的外网接口

    5.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。

1.PREROUTING (路由前)

2.INPUT (数据包流入口)

3.FORWARD (转发管卡)

4.OUTPUT(数据包出口)

5.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：PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT，POSTROUTING

 

iptables/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 table] COMMAND chain CRETIRIA -j ACTION

-t table ：3个filter nat mangle

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

一、iptables的表与链

iptables具有Filter, NAT, Mangle, Raw四种内建表：

1. Filter表

Filter表示iptables的默认表，因此如果你没有自定义表，那么就默认使用filter表，它具有以下三种内建链：

• INPUT链 – 处理来自外部的数据。
• OUTPUT链 – 处理向外发送的数据。
• FORWARD链 – 将数据转发到本机的其他网卡设备上。

2. NAT表

NAT表有三种内建链：

• PREROUTING链 – 处理刚到达本机并在路由转发前的数据包。它会转换数据包中的目标IP地址（destination ip address），通常用于DNAT(destination NAT)。
• POSTROUTING链 – 处理即将离开本机的数据包。它会转换数据包中的源IP地址（source ip address），通常用于SNAT（source NAT）。
• OUTPUT链 – 处理本机产生的数据包。

3. Mangle表

Mangle表用于指定如何处理数据包。它能改变TCP头中的QoS位。Mangle表具有5个内建链：

• PREROUTING
• OUTPUT
• FORWARD
• INPUT
• POSTROUTING

4. Raw表

Raw表用于处理异常，它具有2个内建链：

• PREROUTING chain
• OUTPUT chain

5.小结

下图展示了iptables的三个内建表：

图: IPTables 内建表

二、IPTABLES 规则(Rules)

牢记以下三点式理解iptables规则的关键：

• Rules包括一个条件和一个目标(target)
• 如果满足条件，就执行目标(target)中的规则或者特定值。
• 如果不满足条件，就判断下一条Rules。

目标值（Target Values）

下面是你可以在target里指定的特殊值：

• ACCEPT – 允许防火墙接收数据包
• DROP – 防火墙丢弃包
• 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(the calling chain)中。

如果你执行iptables --list你将看到防火墙上的可用规则。下例说明当前系统没有定义防火墙，你可以看到，它显示了默认的filter表，以及表内默认的input链, forward链, output链。

# iptables -t filter --listChain INPUT (policy ACCEPT)target     prot opt source               destination         Chain FORWARD (policy ACCEPT)target     prot opt source               destination         Chain OUTPUT (policy ACCEPT)target     prot opt source               destination

查看mangle表：

# iptables -t mangle --list

查看NAT表：

# iptables -t nat --list

查看RAW表：

# iptables -t raw --list

/!\注意：如果不指定-t选项，就只会显示默认的filter表。因此，以下两种命令形式是一个意思：

# iptables -t filter --list(or)# iptables --list

以下例子表明在filter表的input链, forward链, output链中存在规则：

# iptables --listChain INPUT (policy ACCEPT)num  target     prot opt source               destination1    RH-Firewall-1-INPUT  all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0Chain FORWARD (policy ACCEPT)num  target     prot opt source               destination1    RH-Firewall-1-INPUT  all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0Chain OUTPUT (policy ACCEPT)num  target     prot opt source               destinationChain RH-Firewall-1-INPUT (2 references)num  target     prot opt source               destination1    ACCEPT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/02    ACCEPT     icmp --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           icmp type 2553    ACCEPT     esp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/04    ACCEPT     ah   --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/05    ACCEPT     udp  --  0.0.0.0/0            224.0.0.251         udp dpt:53536    ACCEPT     udp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           udp dpt:6317    ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           tcp dpt:6318    ACCEPT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           state RELATED,ESTABLISHED9    ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           state NEW tcp dpt:2210   REJECT     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           reject-with icmp-host-prohibited

以上输出包含下列字段：

num – 指定链中的规则编号

 

target – 前面提到的target的特殊值

 

prot – 协议：tcp, udp, icmp等

 

source – 数据包的源IP地址

 

destination – 数据包的目标IP地址

三、清空所有iptables规则

在配置iptables之前，你通常需要用iptables --list命令或者iptables-save命令查看有无现存规则，因为有时需要删除现有的iptables规则：

iptables --flush或者iptables -F

这两条命令是等效的。但是并非执行后就万事大吉了。你仍然需要检查规则是不是真的清空了，因为有的linux发行版上这个命令不会清除NAT表中的规则，此时只能手动清除：

iptables -t NAT -F

四、永久生效

当你删除、添加规则后，这些更改并不能永久生效，这些规则很有可能在系统重启后恢复原样。为了让配置永久生效，根据平台的不同，具体操作也不同。下面进行简单介绍：

1.Ubuntu

首先，保存现有的规则：

iptables-save > /etc/iptables.rules

然后新建一个bash脚本，并保存到/etc/network/if-pre-up.d/目录下：

#!/bin/bashiptables-restore < /etc/iptables.rules

这样，每次系统重启后iptables规则都会被自动加载。
/!\注意：不要尝试在.bashrc或者.profile中执行以上命令，因为用户通常不是root，而且这只能在登录时加载iptables规则。

2.CentOS, RedHat

# 保存iptables规则service iptables save# 重启iptables服务service iptables stopservice iptables start

查看当前规则：

cat  /etc/sysconfig/iptables

五、追加iptables规则

可以使用iptables -A命令追加新规则，其中-A表示Append。因此，新的规则将追加到链尾。
一般而言，最后一条规则用于丢弃(DROP)所有数据包。如果你已经有这样的规则了，并且使用-A参数添加新规则，那么就是无用功。

1.语法

iptables -A chain firewall-rule

• -A chain – 指定要追加规则的链
• firewall-rule – 具体的规则参数

2.描述规则的基本参数

以下这些规则参数用于描述数据包的协议、源地址、目的地址、允许经过的网络接口，以及如何处理这些数据包。这些描述是对规则的基本描述。

-p 协议（protocol）

• 指定规则的协议，如tcp, udp, icmp等，可以使用all来指定所有协议。
• 如果不指定-p参数，则默认是all值。这并不明智，请总是明确指定协议名称。
• 可以使用协议名(如tcp)，或者是协议值（比如6代表tcp）来指定协议。映射关系请查看/etc/protocols
• 还可以使用–protocol参数代替-p参数

-s 源地址（source）

• 指定数据包的源地址
• 参数可以使IP地址、网络地址、主机名
• 例如：-s 192.168.1.101指定IP地址
• 例如：-s 192.168.1.10/24指定网络地址
• 如果不指定-s参数，就代表所有地址
• 还可以使用–src或者–source

-d 目的地址（destination）

• 指定目的地址
• 参数和-s相同
• 还可以使用–dst或者–destination

-j 执行目标（jump to target）

• -j代表”jump to target”
• -j指定了当与规则(Rule)匹配时如何处理数据包
• 可能的值是ACCEPT, DROP, QUEUE, RETURN
• 还可以指定其他链（Chain）作为目标

-i 输入接口（input interface）

• -i代表输入接口(input interface)
• -i指定了要处理来自哪个接口的数据包
• 这些数据包即将进入INPUT, FORWARD, PREROUTE链
• 例如：-i eth0指定了要处理经由eth0进入的数据包
• 如果不指定-i参数，那么将处理进入所有接口的数据包
• 如果出现! -i eth0，那么将处理所有经由eth0以外的接口进入的数据包
• 如果出现-i eth+，那么将处理所有经由eth开头的接口进入的数据包
• 还可以使用–in-interface参数

-o 输出（out interface）

• -o代表”output interface”
• -o指定了数据包由哪个接口输出
• 这些数据包即将进入FORWARD, OUTPUT, POSTROUTING链
• 如果不指定-o选项，那么系统上的所有接口都可以作为输出接口
• 如果出现! -o eth0，那么将从eth0以外的接口输出
• 如果出现-i eth+，那么将仅从eth开头的接口输出
• 还可以使用–out-interface参数

3.描述规则的扩展参数

对规则有了一个基本描述之后，有时候我们还希望指定端口、TCP标志、ICMP类型等内容。

–sport 源端口（source port）针对 -p tcp 或者 -p udp

• 缺省情况下，将匹配所有端口
• 可以指定端口号或者端口名称，例如”–sport 22″与”–sport ssh”。
• /etc/services文件描述了上述映射关系。
• 从性能上讲，使用端口号更好
• 使用冒号可以匹配端口范围，如”–sport 22:100″
• 还可以使用”–source-port”

–-dport 目的端口（destination port）针对-p tcp 或者 -p udp

• 参数和–sport类似
• 还可以使用”–destination-port”

-–tcp-flags TCP标志 针对-p tcp

• 可以指定由逗号分隔的多个参数
• 有效值可以是：SYN, ACK, FIN, RST, URG, PSH
• 可以使用ALL或者NONE

-–icmp-type ICMP类型 针对-p icmp

• –icmp-type 0 表示Echo Reply
• –icmp-type 8 表示Echo

4.追加规则的完整实例：仅允许SSH服务

本例实现的规则将仅允许SSH数据包通过本地计算机，其他一切连接（包括ping）都将被拒绝。

# 1.清空所有iptables规则iptables -F# 2.接收目标端口为22的数据包iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT# 3.拒绝所有其他数据包iptables -A INPUT -j DROP

六、更改默认策略

上例的例子仅对接收的数据包过滤，而对于要发送出去的数据包却没有任何限制。本节主要介绍如何更改链策略，以改变链的行为。

1. 默认链策略

/!\警告：请勿在远程连接的服务器、虚拟机上测试！
当我们使用-L选项验证当前规则是发现，所有的链旁边都有policy ACCEPT标注，这表明当前链的默认策略为ACCEPT：

# iptables -LChain INPUT (policy ACCEPT)target     prot opt source               destinationACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere            tcp dpt:sshDROP       all  --  anywhere             anywhere            Chain FORWARD (policy ACCEPT)target     prot opt source               destination         Chain OUTPUT (policy ACCEPT)target     prot opt source               destination

这种情况下，如果没有明确添加DROP规则，那么默认情况下将采用ACCEPT策略进行过滤。除非：
a)为以上三个链单独添加DROP规则：

iptables -A INPUT -j DROPiptables -A OUTPUT -j DROPiptables -A FORWARD -j DROP

b)更改默认策略：

iptables -P INPUT DROPiptables -P OUTPUT DROPiptables -P FORWARD DROP

糟糕！！如果你严格按照上一节的例子配置了iptables，并且现在使用的是SSH进行连接的，那么会话恐怕已经被迫终止了！
为什么呢？因为我们已经把OUTPUT链策略更改为DROP了。此时虽然服务器能接收数据，但是无法发送数据：

# iptables -LChain INPUT (policy DROP)target     prot opt source               destinationACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere            tcp dpt:sshDROP       all  --  anywhere             anywhere            Chain FORWARD (policy DROP)target     prot opt source               destination         Chain OUTPUT (policy DROP)target     prot opt source               destination

七、配置应用程序规则

尽管5.4节已经介绍了如何初步限制除SSH以外的其他连接，但是那是在链默认策略为ACCEPT的情况下实现的，并且没有对输出数据包进行限制。本节在上一节基础上，以SSH和HTTP所使用的端口为例，教大家如何在默认链策略为DROP的情况下，进行防火墙设置。在这里，我们将引进一种新的参数-m state，并检查数据包的状态字段。

1.SSH

# 1.允许接收远程主机的SSH请求iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT# 2.允许发送本地主机的SSH响应iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 22 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

• -m state: 启用状态匹配模块（state matching module）
• –-state: 状态匹配模块的参数。当SSH客户端第一个数据包到达服务器时，状态字段为NEW；建立连接后数据包的状态字段都是ESTABLISHED
• –sport 22: sshd监听22端口，同时也通过该端口和客户端建立连接、传送数据。因此对于SSH服务器而言，源端口就是22
• –dport 22: ssh客户端程序可以从本机的随机端口与SSH服务器的22端口建立连接。因此对于SSH客户端而言，目的端口就是22

如果服务器也需要使用SSH连接其他远程主机，则还需要增加以下配置：

# 1.送出的数据包目的端口为22iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT# 2.接收的数据包源端口为22iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --sport 22 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

2.HTTP

HTTP的配置与SSH类似：

# 1.允许接收远程主机的HTTP请求iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 80 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT# 1.允许发送本地主机的HTTP响应iptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 80 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

3.完整的配置

# 1.删除现有规则iptables -F# 2.配置默认链策略iptables -P INPUT DROPiptables -P FORWARD DROPiptables -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 ACCEPTiptables -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 ACCEPTiptables -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 ACCEPTiptables -A OUTPUT -o eth0 -p tcp --sport 80 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT