Linux的iptables防火墙、SNAT、DNAT
一、iptables概述
Linux系统的防火墙：IP信息包过滤系统，它实际上由两个组件netfilter和iptables组成。
主要工作在网络层，针对IP数据包。体现在对包内的IP地址、端口等信息的处理上。
1.netfilter/iptables关系
-
netfilter：netfilter属于“内核态”（Kernel Space，又称为内核空间）的防火墙功能体系。
是内核的一部分，由一些数据包过滤表组成，这些表包含内核用来控制数据包过滤处理的规则集。 -
iptables：iptables属于“用户态”（User Space，又称为用户空间）的防火墙管理体系。
是一种用来管理Linux防火墙的命令程序，它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易，通常位于/sbin/iptables目录下。 -
netfilter/iptables后期简称为iptables。iptables是基于内核的防火墙，其中内置了raw、mangle、nat和 filter 四个规则表。表中所有规则配置后，立即生效，不需要重启服务。
2.四表五链
- 规则表的作用：容纳各种规则链
- 规则链的作用：容纳各种防火墙规则
- 总结：表里有链，链里有规则
四表
- raw表：确定是否对该数据包进行状态跟踪。包含两个规则链，OUTPUT、PREROUTING。
- mangle表：修改数据包内容，用来做流量整形的，给数据包设置标记。包含五个规则链，INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING。
- nat表：负责网络地址转换，用来修改数据包中的源、目标IP地址或端口。包含三个规则链，OUTPUT、PREROUTING、POSTROUTING。
- filter表：负责过滤数据包，确定是否放行该数据包（过滤）。包含三个规则链，INPUT、FORWARD、OUTPUT。
注：在 iptables 的四个规则表中，mangle 表和 raw 表的应用相对较少。
五链
- INPUT：处理入站数据包，匹配目标IP为本机的数据包。
- OUTPUT：处理出站数据包，一般不在此链上做配置。
- FORWARD：处理转发数据包，匹配流经本机的数据包。
- PREROUTING链：在进行路由选择前处理数据包，用来修改目的地址，用来做DNAT。相当于把内网中的80端口映射到路由器外网端口上。
- POSTROUTING链：在进行路由选择后处理数据包，用来修改源地址，用来做SNAT。相当于内网通过路由器NAT转换功能实现内网主机通过一个公网IP地址上网。
规则表之间的优先顺序
数据包到达防火墙时，规则表之间的优先顺序：raw > mangle > nat > filter
规则链之间的匹配顺序
主机型防火墙：
- 入站数据（来自外界的数据包，且目标地址是防火墙本机）
PREROUTING --> INPUT --> 本机的应用程序 - 出站数据（从防火墙本机向外部地址发送的数据包）
本机的应用程序 --> OUTPUT --> POSTROUTING
网络型防火墙：
- 转发数据（需要经过防火墙转发的数据包）
PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING
规则链内的匹配顺序：
- 自上向下按顺序依次进行检查，找到相匹配的规则即停止（LOG策略例外，表示记录相关日志）
若在该链内找不到相匹配的规则，则按该链的默认策略处理（未修改的状况下，默认策略为允许）
二、iptables的安装
- CentOS 7默认使用firewalld防火墙，没有安装 iptables，若想使用iptables防火墙。必须先关闭firewalld防火墙，再安装 iptables
#关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
#安装并开启iptables服务
yum -y install iptables iptables-services
systemctl start iptables.service
iptables防火墙的配置方法
iptables命令行配置方法
命令格式：
iptables [-t 表名] 管理选项 [链名] [匹配条件] [-j 控制类型]
注意事项
- 不指定表名时，默认指filter表
- 不指定链名时，默认指表内的所有链
- 除非设置链的默认策略，否则必须指定匹配条件
- 选项、链名、控制类型使用大写字母，其余均为小写
常用的控制类型
| 控制类型 | 作用 |
|---|---|
| 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，会给数据发送端一个响应信息。 |
| SNAT | 修改数据包的源地址。 |
| DNAT | 修改数据包的目的地址。 |
| MASQUERADE | 伪装成一个非固定公网IP地址。 |
| LOG | 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。 LOG只是一种辅助动作，并没有真正处理数据包。 |
常用的管理选项
-A ：在指定链的末尾追加（--append）一条新的规则
-I ：在指定链的开头插入（--insert）一条新的规则，未指定序号时默认作为第一条规则
-R ：修改、替换（--replace）指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容
-P ：设置指定链的默认策略（--policy）
-D ：删除（--delete）指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容
-F ：清空（--flush）指定链中的所有规则，若未指定链名，则清空表中的所有链
-L ：列出（--list）指定链中所有的规则，若未指定链名，则列出表中的所有链
-n ：使用数字形式（--numeric）显示输出结果，如显示 IP 地址而不是主机名
-v ：显示详细信息，包括每条规则的匹配包数量和匹配字节数
--line-numbers：查看规则时，显示规则的序号
三、iptables的使用方法
1.添加新的规则
举例：
iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j REJECT
iptables -I INPUT 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
2.查看规则列表
iptables [-t 表名] -n -L [链名] [--line-numbers]
或
iptables -[vn]L #注意：不可以合写为 -Ln
举例：
iptables -n -L --line-numbers
3.设置默认策略
iptables [-t 表名] -P <链名> <控制类型>
iptables -P INPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
#一般在生产环境中设置网络型防火墙、主机型防火墙时都要设置默认规则为DROP，并设置白名单
4.删除规则
举例：
iptables -D INPUT 2
iptables -t filter -D INPUT -p icmp -j REJECT
注意：
1.若规则列表中有多条相同的规则时，按内容匹配只删除的序号最小的一条
2.按号码匹配删除时，确保规则号码小于等于已有规则数，否则报错
3.按内容匹配删数时，确保规则存在，否则报错
5.清空规则
iptables [-t 表名] -F [链名]
iptables -F INPUT
iptables -F
注意：
1.-F 仅仅是清空链中的规则，并不影响 -P 设置的默认规则，默认规则需要手动进行修改
2.-P 设置了DROP后，使用 -F 一定要小心！
#防止把允许远程连接的相关规则清除后导致无法远程连接主机，此情况如果没有保存规则可重启主机解决
3.如果不写表名和链名，默认清空filter表中所有链里的所有规则
四、规则的匹配
1.通用匹配
可直接使用，不依赖于其他条件或扩展，包括网络协议、IP地址、网络接口等条件。
协议匹配：-p 协议名
地址匹配：-s 源地址、-d 目的地址 #可以是IP、网段、域名、空（任何地址）
接口匹配：-i 入站网卡、-o 出站网卡
举例：
iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 192.168.80.11 -j DROP
iptables -I INPUT -i ens33 -s 192.168.80.0/24 -j DROP
2.隐含匹配
要求以特定的协议匹配作为前提，包括端口、TCP标记、ICMP类型等条件
- 端口匹配：–sport 源端口、–dport 目的端口
#可以是个别端口、端口范围
--sport 1000 匹配源端口是1000的数据包
--sport 1000:3000 匹配源端口是1000-3000的数据包
--sport :3000 匹配源端口是3000及以下的数据包
--sport 1000: 匹配源端口是1000及以上的数据包
注意：--sport 和 --dport 必须配合 -p <协议类型> 使用
举例：
iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
iptables -I FORWARD -d 192.168.80.0/24 -p tcp --dport 24500:24600 -j DROP
- TCP标记匹配
iptables -I INPUT -i ens33 -p tcp --tcp-flags SYN,RST,ACK SYN -j ACCEPT
#丢弃SYN请求包，放行其他包
- ICMP类型匹配：–icmp-type ICMP类型
#可以是字符串、数字代码
“Echo-Request”（代码为 8）表示 请求
“Echo-Reply”（代码为 0）表示 回显
“Destination-Unreachable”（代码为 3）表示 目标不可达
关于其它可用的 ICMP 协议类型，可以执行“iptables -p icmp -h”命令，查看帮助信息
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -j DROP #禁止其它主机ping 本机
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT #允许本机ping 其它主机
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 3 -j ACCEPT #当本机ping 不通其它主机时提示目标不可达
#此时其它主机需要配置关于icmp协议的控制类型为 REJECT
iptables -A INPUT -p icmp -j REJECT
3.显式匹配
- 要求以“-m 扩展模块”的形式明确指出类型，包括多端口、MAC地址、IP范围、数据包状态等条件
多端口匹配
多端口匹配：-m multiport --sport 源端口列表
-m multiport --dport 目的端口列表
举例：
iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
MAC地址匹配
MAC地址匹配：-m mac --mac-source MAC地址
iptables -A FORWARD -m mac --mac-source xx:xx:xx:xx:xx:xx -j DROP
#禁止来自某MAC 地址的数据包通过本机转发
IP范围匹配
IP范围匹配：-m iprange --src-range IP范围
iptables -A FORWARD -p udp -m iprange --src-range 192.168.80.100-192.168.80.200 -j DROP
#禁止转发源地址位于192.168.80.100-192.168.80.200的udp数据包
状态匹配
状态匹配：-m state --state 连接状态
常见的连接状态：
NEW ：与任何连接无关的，还没开始连接
ESTABLISHED ：响应请求或者已建立连接的，连接态
RELATED ：与已有连接有相关性的（如FTP 主被动模式的数据连接），衍生态，一般与ESTABLISHED 配合使用
INVALID ：不能被识别属于哪个连接或没有任何状态
iptables -A FORWARD -m state --state NEW -p tcp ! --syn -j DROP
#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）
举例：
iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
#对进来的包的状态进行检测。已经建立tcp连接的包以及该连接相关的包允许通过。
#比如我和你做生意，我们谈成了生意，到了支付的时候，就可以直接调用与这笔生意相关的支付功能
iptables -P INPUT DROP
五、SNAT原理与应用
1.SNAT 应用环境
局域网主机共享单个公网IP地址接入Internet（私有IP不能在Internet中正常路由）
2.SNAT原理
修改数据包的源地址
3.SNAT转换前提条件
- 1.局域网各主机已正确设置IP地址、子网掩码、默认网关地址
- 2.Linux网关开启IP路由转发
4.打开SNAT
临时打开
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
或
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
永久打开
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1 #将此行写入配置文件
sysctl -p #读取修改后的配置
5.SNAT转换
固定的公网IP地址
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.80.0/24 -o ens33 -j SNAT --to 12.0.0.1
或
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.80.0/24 -o ens33 -j SNAT --to-source 12.0.0.1-12.0.0.10
内网IP 出站 外网网卡 外网IP或地址池
非固定的公网IP地址（共享动态IP地址）
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.80.0/24 -o ens33 -j MASQUERADE
六、DNAT原理与应用
1.DNAT 应用环境
在Internet中发布位于局域网内的服务器
2.DNAT原理
修改数据包的目的地址
3.DNAT转换前提条件
- 1.局域网的服务器能够访问Internet
- 2.网关的外网地址有正确的DNS解析记录
- 3.Linux网关开启IP路由转发
4.打开DNAT
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p
5.DNAT转换
发布内网的Web服务
#把从ens33进来的要访问web服务的数据包目的地址转换为 192.168.80.11
iptables -t nat -A PREROUTING -i ens33 -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.80.11
或
iptables -t nat -A PREROUTING -i ens33 -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.80.11
入站 外网网卡 外网IP 内网服务器IP
iptables -t nat -A PREROUTING -i ens33 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.80.11-192.168.80.20
发布时修改目标端口
#发布局域网内部的OpenSSH服务器，外网主机需使用250端口进行连接
iptables -t nat -A PREROUTING -i ens33 -d 12.0.0.1 -p tcp --dport 250 -j DNAT --to 192.168.80.11:22
#在外网环境中使用SSH测试
ssh -p 250 root@12.0.0.1
yum -y install net-tools #若没有 ifconfig 命令可提前使用 yum 进行安装
ifconfig ens33
注意：使用DNAT时，同时还有配合SNAT使用，才能实现响应数据包的正确返回
七、防火墙规则的备份和还原
1.导出（备份）所有表的规则
iptables-save > /opt/ipt.txt
2.导入（还原）规则
iptables-restore < /opt/ipt.txt
3.将iptables规则文件保存在 /etc/sysconfig/iptables 中，iptables服务启动时会自动还原规则
iptables-save > /etc/sysconfig/iptables
systemctl stop iptables #停止iptables服务会清空掉所有表的规则
systemctl start iptables #启动iptables服务会自动还原/etc/sysconfig/iptables 中的规则