Linux服务之iptables详解及用法

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一、iptables前言

1.什么是防火墙呢？

    简单的说，防火墙就是工作于主机或网络的边缘，对于进出的报文根据事先定义的规则作检查，将那些能够被规则所匹配到的报文作出相应处理的组件。防火墙在做信息包过滤决定时，有一套遵循和组成的规则，这些规则存储在专用的信 息包过滤表中，而这些表集成在 Linux 内核中。在信息包过滤表中，规则被分组放在我们所谓的链（chain）中。防火墙分为两种：主机防火墙和网络防火墙。

2.什么是iptables呢？

    直观的说，iptables是一个软件程序。真正防火墙组件是：netfilter，全称叫网络过滤器，防火墙（Firewall），也称防护墙，是由Check Point创立者Gil Shwed于1993年发明并引入国际互联网。它是一种位于内部网络与外部网络之间的网络安全系统。我们知道资源子网在用户空间，而通信子网在内核空间，所以iptables常常工作在内核中，因为tcp/ip协议栈工作在内核中。iptables共有四表五链，等会下面我会介绍.

二、关于netfilter架构

    通俗的说，netfilter的架构就是在整个网络流程的若干位置放置了一些检测点（HOOK），而在每个检测点上登记了一些处理函数进行处理（包括包过滤filter，地址转换NAT等，甚至可以是 用户自定义的功能）。netfilter提供了一个抽象、通用化的框架，作为中间件，为每种网络协议（IPv4、IPv6等）定义一套钩子函数。Ipv4定义了5个钩子函数，这些钩子函数在数据报流过协议栈的5个关键点被调用。钩子函数，英文全称叫hook funcion,ipv4定义的5个钩子函数如下：

    我们都知道，路由发生时刻分两种：报文进入本机后和报文离开本机之前。报文进入本机之后，我们可以判断目标地址；而报文离开本机之前，我们可以判断经由哪个网卡发出的。这些我们可以用如下图来表示：

    上面我们提到了（即钩子函数），在iptables中，每个钩子点可以放置N条规则，每个钩子点上的这些规则组合起来就称为：链（chain）。同时，每个功能有多个链，所以就称为：表(table），包括如4种：

filter（过滤功能）---主要在3个点：input, forward, output

nat（地址转换功能）---主要在3个点:prerouting, output, postrouting

mangle(修改报文首部中的某些信息)----主要在5个点：prerouting, input, forward, output, postrouting

raw(关闭nat表上启用的连接追踪功能)---主要2个点：prerouting, output

 三、iptables命令配置防火墙

        iptables命令生成规则，送往netfilter; 规则通过内核接口直接送至内核，因此，会立即生效。但不会永久有效；如果期望有永久有效，需要保存至配置文件中，此文件还开机时加载和由用户手工加载；

命令：iptables [-t TABLE] SUBCOMMAND CHAIN CRETERIA -j TARGET

             -t TABLE:默认为filter, 共有filter, nat, mangle, raw四个可用；

    SUBCOMMAND CHAIN （子命令 链）：

      -F：flush，清空指定表的指定链上所有规则；省略链名时，清空表中的所有链；

      -N：new, 新建一个用户自定义的链；自定义链只能作为默认链上的跳转对象，即在默认链通过引用来生效自定义链；

      -X：drop，删除用户自定义的空链；非空自定义链和内置链无法删除；

      -Z：zero，将规则的计数器置0；

      -P：policy，设置链的默认处理机制；当所有都无法匹配或有匹配有无法做出有效处理机制时，默认策略即生效；filter表的可用策略：ACCEPT, DROP, REJECT

      -E：rename，重命名自定义链；   

     【注意：被引用中的链，无法删除和改名】

             CRETERIA(规则)：

                -A：append，在链尾追加一条规则；

                -I：insert，在指定位置插入一条规则；

                -D：delete，删除指定的规则；

                -R：replace，替换指定的规则；

                 -L：list，列出指定链上的所有规则；

                 -L -n: numeric，以数字格式显示地址和端口号，即不反解；

                 -L  -v: verbose，详细格式，显示规则的详细信息，包括规则计数器等；

                 -L -vv:

                 -L -vvv:

                 -L --line-numbers: 显示规则编号；

                 -L -x: exactly，显示计数器的精确值；

 相关练习1：

1.#清空nat表上的所有链（-F后面省略链名时，表示清空表上的所有链）

[root@localhost~]# iptables -t nat-F

2.#自定义一个新链webrules，并查看创建的新链

[root@localhost~]# iptables -Nwebrules
[root@localhost ~]# iptables -L -n -v   #显示定义的规则、链、以及链上的计数器
Chain INPUT (policy ACCEPT 271 packets,21034 bytes)  #表示被默认策略匹配到的包有271个，字节数有21034pkts bytes target（处理目标）    prot（协议） opt（选项） in（数据包流入接口）     out（流出接口）     source（包源地址）              destination（包目标地址）        
 
ChainFORWARD (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source              destination        
    0    0 REJECT     all  --  *      *      0.0.0.0/0           0.0.0.0/0           reject-withicmp-host-prohibited
 
ChainOUTPUT (policy ACCEPT 13 packets, 1520 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source

3.#删除已存在的的空链webrules【注意：不能删除内置链和非空链】

[root@localhost~]# iptables -X webrules

4.#清空规则上的计数器，并查看计数器

[root@localhost~]# iptables -Z
[root@localhost~]# iptables -L -n -v
Chain INPUT (policy ACCEPT 7 packets,474 bytes)  #默认策略为ACEPT
 pkts bytes target     prot opt in     out    source

5.在filter表中input链中的默认策略改为DROP(禁忌这样做，相当危险，你的shell会被挡在门外，要记得放行ssh的访问)

[root@localhost~]# iptables -tfilter -P INPUT DROP

6.将定义了的链webrules改名为httpdrules【注意：已经被引用的链不能被改名，也不能删除】

[root@localhost~]# iptables -N webrules
[root@localhost~]# iptables -n -L -v
ChainINPUT (policy ACCEPT 132 packets, 9366 bytes)
…….
Chainwebrules (0 references)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source              destination        
[root@localhost~]#  iptables -E webrules httpdrules
[root@localhost~]# iptables -n -L -v
ChainINPUT (policy ACCEPT 6 packets, 396 bytes)
……….
Chainhttpdrules (0 references)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source               destination

CRETERIA: 匹配条件，用于检查IP首部，检查TCP、UDP或ICMP首部；基于扩展机制，也可以进行额外的检查；如做连接追踪；

【注意：可同时指定多个条件，默认多条件要同时被满足；】

四、匹配条件

        1.通用匹配：

                   -s, --src, --source  IP|Network：检查报文中的源IP地址；     -d, --dst, --destination：检查报文中的目标IP地址；

                   -p, --protocol：检查报文中的协议，即ip首部中的protocols所标识的协议；tcp、udp或icmp三者之一；

                  -i, --in-interface：数据报文的流入接口；通常只用于PREROUTING, INPUT, FORWARD链上的规则；

                   -o, --out-interface：检查报文的流出接口；通常只用于FORWARD, OUTPUT, POSTROUTING链上的规则；

      2.扩展匹配(指使用iptables的模块实现扩展性检查机制)

            （1）隐式扩展：如果在通用匹配上使用-p选项指明了协议的话，则使用-m选项指明对其协议的扩展就变得可有可无了；

                tcp: 

                --dport PORT[-PORT]

                 --sport

                --tcp-flags LIST1 LIST2

                  LIST1: 要检查的标志位；

                  LIST2：在LIST1中出现过的，且必须为1标记位；而余下的则必须为0; 

                       例如：--tcp-flags syn,ack,fin,rst syn

    --syn：用于匹配tcp会话三次握手的第一次；

                udp：

    --sport

    --dport

       icmp:

        --icmp-types {8|0}，其中8: echo request，表示请求；0：echo reply，表示回应

【注意：以上都可以指明连续端口，不能指明离散端口】

 相关练习2：

5.控制33.4的主机对33.199的主机的web访问统统拒绝，插入第一条规则（-I）,源ip为33.4，目标ip为33.199,协议为tcp协议，-m tcp --dport 80：表示web服务器端口为tcp/80，客户端源端口随机(不能指)

[root@localhost ~]#iptables -I INPUT 1 -s 172.16.33.4 -d 172.16.33.199 -p tcp -m tcp --dport 80 -jREJECT
[root@localhost ~]#iptables -L -n -v
Chain INPUT (policyACCEPT 41 packets, 3137 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source              destination        
    0    0 REJECT     tcp  --  *      *      172.16.33.4         172.16.33.199       tcp dpt:80reject-with icmp-port-unreachable

6.表示在第一个位置添加一条规则，控制33.4的主机对33.199的主机ssh访问（ssh访问端口为22号）

#iptables -I INPUT 1 -s 172.16.33.4 -d 172.16.33.199 -p tcp -m tcp --dport 22 -jREJECT   
此时我们发现我们的ssh已经断开。这时候我们就只能回到主机上面进行如下操作改回来就可用ssh远程连上了
# iptables -R INPUT 1 -s172.16.33.4 -d172.16.33.199 -ptcp -m tcp --dport 22 -j ACCEPT     ( -m tcp可省)
 
[root@localhost ~]#iptables -L -n -v
Chain INPUT (policyACCEPT 439 packets, 42445 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source              destination        
    0    0 ACCEPT     tcp  --  *      *      172.16.33.4         172.16.33.199       tcp dpt:20
    6  304 REJECT     tcp  --  *      *      172.16.33.4         172.16.33.199       tcp dpt:80reject-with icmp-port-unreachable

7.让所有主机都能ping 通33.199的主机

[root@localhost ~]#iptables -I INPUT 3 -d 172.16.33.199 -p icmp -j ACCEPT

8.控制199主机的ssh（即22号端口）响应报文能够响应出去

[root@localhost~]# iptables -A OUTPUT -s 172.16.33.199 -p tcp --sport 22 -j ACCEPT

9.设置OUTPUT的默认处理机制为DROP

[root@localhost ~]#iptables -P OUTPUTDROP
[root@localhost ~]#iptables -L -n -v
Chain INPUT (policyACCEPT 447 packets, 33434 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source              destination        
    0    0 ACCEPT     tcp  --  *      *      172.16.33.4         172.16.33.199       tcp dpt:20
    6  304 REJECT     tcp  --  *      *      172.16.33.4         172.16.33.199       tcp dpt:80reject-with icmp-port-unreachable
    5  420 ACCEPT     icmp --  *     *       172.16.33.200        172.16.33.199      
 
Chain FORWARD(policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source              destination        
    0    0 REJECT     all  --  *      *      0.0.0.0/0           0.0.0.0/0           reject-withicmp-host-prohibited
 
Chain OUTPUT (policyDROP 6 packets, 504 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out    source              destination        
  126 14958 ACCEPT     tcp --  *      *      172.16.33.199       0.0.0.0/0           tcp spt:22

此时我们的ping操作既ping不出去，别人又ping不进来

10.允许199主机能ping任何主机，即从OUTPUT 出去的是request，从INPUT进来的是REPLY(如果允许别人ping本机，则是从INPUT进来的是request，从OUTPUT 进来的是REPLY,请求的是8，响应的是0)

[root@localhost ~]#ping 172.16.33.200
PING 172.16.33.200(172.16.33.200) 56(84) bytes of data.
ping: sendmsg:Operation not permitted
ping: sendmsg:Operation not permitted
^C
--- 172.16.33.200ping statistics ---
2 packetstransmitted, 0 received, 100% packet loss, time 1081ms
[root@localhost ~]# iptables -A OUTPUT -s 172.16.33.199 -p icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT   #让自己的ping请求报文能够出去
[root@localhost ~]#ping 172.16.33.200
PING 172.16.33.200(172.16.33.200) 56(84) bytes of data.
64 bytes from172.16.33.200: icmp_seq=1 ttl=64 time=3.17 ms
64 bytes from172.16.33.200: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.276 ms
 
[root@localhost ~]#  iptables-I INPUT 3 -d 172.16.33.199 -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT  #让人家响应的ping响应报文能够到达本机199
 
[root@localhost ~]# iptables -I INPUT 4 -d 172.16.33.199 -p icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT  #让人家的ping报文请求能够到达本机
[root@localhost ~]# iptables -A OUTPUT -s 172.16.33.199 -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT  #让自己的ping报文响应能够出去

    （2）多端口扩展：multiport扩展，以离散定义多端口匹配；最多指定15个端口；

    专用选项：

                    --source-ports,--sports PORT[,PORT,...]

                    --destination-ports,--dports PORT[,PORT,...]

                    --portsPORT[,PORT,...]

示例1.控制开放其他主机对199主机的80、443、22号端口的访问

#开放其他外面主机对199主机的tcp协议的22、80、443端口的请求访问
[root@localhost~]# iptables -t filter -I INPUT1 -d 172.16.33.199 -p tcp -m multiport --dports 22,80,443 -j ACCEPT
#开放199主机对外响应的的tcp的22、80、443端口
[root@localhost ~]#iptables -t filter -I OUTPUT 1 -s 172.16.33.199 -p tcp -m multiport --sports 22,80,443 -jACCEPT

                    （3）iprange扩展：指定连续的ip地址范围；在匹配非整个网络地址时使用；

    专用选项：

                    [!]--src-range IP[-IP]

                    [!]--dst-range IP[-IP]

示例2.放行172.16.33.1-172.16.33.100 主机对33.199主机的tcp协议的23号端口的访问

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -d 172.16.33.199 -p tcp --dport 23 -m iprange --src-range172.16.33.1-172.16.33.100 -j
ACCEPT
#同时也放行这些网段的主机出站
[root@localhost ~]#iptables -A OUTPUT -s 172.16.33.199 -p tcp --sport 23 -m iprange --dst-range172.16.33.1-172.16.33.100 -j ACCEPT
 
#放行33.199主机对其他外机的80端口的访问，
[root@localhost ~]#iptables -A OUTPUT -s 172.16.33.199 -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
#同时也允许外机的80端口能响应本机
[root@localhost ~]#iptables -A INPUT  -d 172.16.33.199 -p tcp --sport 80-j ACCEPT

                    （4）string扩展，检查报文中出现的字符串，与给定的字符串作匹配；

    字符串匹配检查算法：kmp,bm

    专用选项：

                        --algo{kmp|bm}

                        --string"STRING"

                        --hex-string "HEX_STRING"：HEX_STRING为编码成16进制格式的字串；

示例3.关闭199主机80端口被访问的资源中含有“sex”字符的响应出去

[root@localhost ~]#iptables -R OUTPUT 1 -s 172.16.33.199 -p tcp --sport 80 -m string --string "sex"--algo kmp -j REJECT

                    （5）time扩展：基于时间区间做访问控制

     专用选项：

                        --datestartYYYY[-MM][-DD][hh[:mm[:ss]]]

                        --dattestop

                        --timestart

                        --timestop

                        --weekdaysDAY1[,DAY2,...]

示例4.#拒绝199主机web服务在周一到周五的8：30-18：30点的访问，其他时间可以

[root@localhost~]# iptables -R INPUT 1 -d 172.16.33.199 -p tcp --dport80 -m time --timestart 08:30 --timestop 18:30 --weekdays Mon,Tue,Thu,Win,Fri -j REJECT

                    （6）connlimit扩展：基于连接数作限制；对每个IP能够发起的并发连接数作限制；

     专用选项：

                        --connlimit-above [n]  #大于n个就执行规则匹配

示例5.#让并发访问199主机的22号端口的并发连接数大于5个以后统统REJECT(设置完以后，可以用ssh复制超过5个来测试（原来存在的连接不算在内）)

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -d 172.16.33.199 -p tcp --dport 22 -m connlimit --connlimit-above 5 -jREJECT

                    （7）limit扩展：基于发包速率作限制；

     专用选项：令牌桶算法

                        --limit  n[/second|/minit|/hour|/day]

                        --limit-burst n #突发量，一次可以发出去多少个

示例6.控制其他主机ping199主机请求操作，每5分钟5个，突发量为4个（可以用ping操作测试）

[root@localhost~]# iptables -I INPUT -d 172.16.33.199 -p icmp --icmp-type 8 -m limit--limit 5/minute --limit-burst 4 -j ACCEPT

最后这里解释一下，查看iptables时，各参数意义：

[root@localhost ~]# iptables -L -n -v
Chain INPUT (policy ACCEPT 12399 packets, 26M bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

pkts: 被本规则所匹配到的包个数；

bytes：被本规则所匹配到的所包的大小之和；

target: 处理目标 （目标可以为用户自定义的链）

prot: 协议 {tcp, udp, icmp}

opt: 可选项

in: 数据包流入接口

out: 数据包流出接口

source: 源地址

destination: 目标地址；

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