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netfilter 与 iptables

netfilter是 linux 默认的防火墙，在 2.4 之后的版本正式进入内核。netfilter 使用四个表(Table)来存放控制信息包过滤处理的规则集。每张表由链(Chain)组成，每条链又包含了多条规则(rule)。

iptables是用来编辑操作这些表的一个工具。iptables包中也包含了针对 IPv6 的工具ip6tables。

四个表及其包含的链：

  • filter
    • INPUT
    • FORWARD
    • OUTPUT
  • nat
    • PREROUTING
    • POSTROUTING
    • OUTPUT
  • mangle
    • PREROUTING
    • INPUT
    • FORWARD
    • OUTPUT
    • POSTROUTING
  • raw
    • PREROUTING
    • OUTPUT

img

filter 机制

filter是netfilter中最重要的机制，其任务是执行数据包的过滤操作。具有三种内建链：

  • INPUT - 来自外部的数据包（访问本机）
  • OUTPUT - 发往外部的数据包（本机访问外部）
  • FORWORD - “路过”本机的数据包，转发到其他设备

链中规则的匹配方式遵循first match。filter会根据数据包特征从相应链中的第一条规则开始逐一进行匹配。只要遇到满足特征的规则后便不再继续。 每条链在最底端都定义了默认规则。默认规则只会有一种状态：ACCEPT或者DROP。默认为ACCEPT。

iptables 命令参数

格式：

iptables -操作方式 [链名] [条件匹配] [选项]

iptables -[ACD] chain rule-specification [options]
iptables -I chain [rulenum] rule-specification [options]
iptables -R chain rulenum rule-specification [options]
iptables -D chain rulenum [options]
iptables -[LS] [chain [rulenum]] [options]
iptables -[FZ] [chain] [options]
iptables -[NX] chain
iptables -E old-chain-name new-chain-name
iptables -P chain target [options]
iptables -h (print this help information)

常用操作方式：

  • -L(--list) [chain] 列出所有规则或指定链的规则
  • -A(--append) chain 在指定链中添加新规则
  • -C(--check) chain 检查规则是否存在
  • -D(--delete) chain rule_num 删除链中匹配的规则
  • -F(--flush) [chain] 清除指定链或者全部链中的规则
  • -P(--policy) chain 设置指定链的默认策略
  • -R(--replace) chain rule_num 替换指定链中特定行的规则，第一行行数为 1

常用选项：

  • -p(--protocol) proto 指定协议，如tcp udp icmp
  • -j(--jump) target 规则的目标（？？），如ACCEPT DROP REJECT
  • -s(--source) address[/mask] 数据包源 IP，可为单 IP 或 CIDR 网段或域名
  • -d(--destination) address[/mask] 数据包目的 IP，可为单 IP 或 CIDR 网段或域名
  • --dport port 目的端口，必须指明-p
  • --sport port 来源端口，必须指明-p
  • --line-numbers 显示行号

关于-p配置的上层协议，可参考/etc/protocols

state 模块

state模块实现了“连接跟踪”功能，用来解决某些情况下防火墙内主机对外建立链接的问题。 state模块定义了四种数据包链接状态，分别为ESTABLISHED NEW RELATED INVALID 四种。在 TCP/IP 标准的定义中，UDP 和 ICMP 数据包是没有链接状态的，但是在 state 模块的定义中，任何数据包都有连接状态。

ESTABLISHED 状态

只要数据包能够成功穿过防火墙，则之后的所有数据包（包括响应数据包）都会被标记为是ESTABLISHED状态。

当我们设置防火墙 INPUT 链的默认策略为DROP时，防火墙内主机很多服务，如 ssh 客户端基本上就无法与外面的 ssh 服务端建立连接了。原因很简单，ssh 客户端使用的端口是随机的，防火墙无法预知客户端会使用哪一个端口发起链接。因此即使客户端发出了请求，ssh 服务端返回的相应数据包也会被防火墙的默认策略拦截。

ESTABLISHED 状态可以很轻易的解决此问题，见#解决应用程序无法从防火墙主机上对外建立新连接的问题

NEW 状态

每一条链接中的地一个数据包的状态定义为NEW。

RELATED状态的数据包其含义是指，被动产成的应答数据包，且此数据包不属于当前任何链接。换一种说法就是，只要应答的数据包是因为本机发起的连接送出 vhu 一个数据包，导致了另一条连接的产生，那么这个新连接的所有数据包都属于RELATED状态。

以 ubuntu 上上的 tracepath 工具为例，在检测本机与目的主机间跳数时，tracepath 是通过发送 TTL 值从 1 递增的tcp数据包来检测每一跳。路径中的路由器因 TTL 减为 0 而回送了一个ICMP数据包(ICMP Type 11)，该数据包就属于 RELATED 状态。

INVALID 状态

INVALID状态指的是状态不明的数据包，即不属于ESTABLISHED NEW RELATED三种类型的数据包。所有的INVALID数据包都应该视为恶意数据包。

实例

丢弃 icmp 协议包（禁止 ping）

通过此规则实现禁止 ping 本机的效果

iptables -A INPUT -p icmp -j DROP

解决应用程序无法从防火墙主机上对外建立新连接的问题

iptables -A INPUT -p tcp -m state ESTABLISHED -j ACCEPT
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