引言
在 Internet 中，企业通过各种应用系统来为用户提供各种服务，如 Web 网站、电子邮件系统、FTP 服务器、数据库系统等，那么，如何来保护这些服务器，过滤企业不需要的访问甚至是恶意的入侵呢，接下来，我们将学习 CentOS 6 系统中的防火墙——netfilter 与 iptables，以及 CentOS 7 系统中的防火墙 firewalld

一、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）。
• 体现在对包内的 IP 地址、端口等信息的处理上
• Linux 系统的防火墙基于内核编码实现，具有非常稳定的性能和极高的效率，也因此获得广泛的应用

1、iptables概述

netfilter/iptables: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。

1.1 netfilter/iptables的区别

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，又称用户空间）的防火墙功能体系。

1.2 包过滤的工作层次

• 主要事网络层，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

2、iptables的表、链结构

 

规则表

• 表的作用：容纳各种规则链
• 表的划分依据：防火墙规则的作用相似

默认包括4个规则表

• raw表：确定是否对该数据包进行状态跟踪
• mangle表：为数据包设置标记
• nat表：修改数据包中的源、目标IP地址或端口
• filter表：确认是否放行该数据包（过滤）

规则链

• 规则的作用：对数据包进行过滤或处理
• 链的作用：容纳各种防火墙规则
• 链的分类依据：处理数据包的不同时机

默认包括5种规则链

• INPUT:处理入站数据包
• OUTPUT:处理出站数据包
• FORWARD：处理转发数据包
• POSTROUTING：在进行路由选择后处理数据包
• PREROUNTING：在进行数据选择前处理数据包

2.1 iptables的四表五链结构介绍

• iptables的作用是为包过滤机制的实现提供规则，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，为了更加方便的组织和管理防火墙规则。
• iptables采用了表和链的分层结构，所以它会对请求的数据包的包头数据进行分析，根据我们预先设定的规则进行匹配来决定是否可以进入主机。
• 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，在每个表容器内又包括不同的规则链，根据处理数据包的不同时机划分为五种链

2.2 四表

raw：主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪 包含两个规则链，OUTPUT、PREROUTING
 
mangle :  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：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：负责过滤数据包，确定是否放行该数据包(过滤)。包含三个链，即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

2.3 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。
相当于把内网服务器的IP和端口映射到路由器的外网IP和端口上。

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。
 

3、数据包过滤的匹配流程

数据包到防火墙

3.1 规则表之间的顺序

raw → mangle → nat → filter
 

3.2 规则链之间的顺序

数据包直接进入到防火墙所在的服务器的内部某一个应用程序当中，只是路过服务器，直接进入到服务

• 入站数据：来自外界的数据包，且目标地址是防火墙本机
• 出站数据：从防火墙本机向外部地址发送的数据包
• 转发数据：需要经过防火墙转发的数据包

入站：PREROUTING --> INPUT --> 本机的应用程序
出站：本机的应用程序-->OUTPUT-.>POSTROUTING
转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING
 

3.3 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)
• 要么放行，要么丢弃
• 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)

3.4 数据包在规则表、链间的匹配流程

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 POSTROUTING 链（是否修改数据包的地址等）进行处理。

入站 > PREROUTING > INPUT > 应用程序 > OUTPUT > PORTROUTING

二、编写防火墙规则

1、iptables安装

CentOS7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firewalld防火墙

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service

安装iptables 防火墙

yum -y install iptables iptables-services

设置iptables开机启动

systemctl start iptables.service
systemctl enable iptables.service

iptables防火墙的配置方法:

1. 使用iptables命令行
2. 使用system-config-firewall centso7不能使用 centos 6可以使用

2、iptables 基本语法、数据包控制类型

2.1 基本语法

语法构成

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、查看等；
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。

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

2.2 数据包的常见控制类型

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
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
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
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。

注：需要大写

3、添加、查看、删除规则等基本操作

3.1 iptables 命令的常用管理选项

管理选项    用法示例
-A    在指定链末尾追加一条，iptables -A INPUT （操作）
-I    在指定链中插入一条新的，未指定序号默认作为第一条，iptables -I INPUT （操作）
-P    指定默认规则 iptables -P OUTPUT ACCEPT （操作）
-D    删除 iptables -t nat -D INPUT （操作）
-R    修改、替换某一条规则 iptables -t nat -R INPUT（操作）
-L    查看 iptables -t nat -L （查看）
-n    所有字段以数字形式显示（比如任意ip地址是0.0.0.0而不是anywhere，比如显示协议端口号而不是服务名） iptables -L -n,iptables -nL,iptables -vnL （查看）
-v    查看时显示更详细信息，常跟-L一起使用（查看）
–line-number    规则带编号 iptables -t nat -L -n --line-number /iptables -t nat -L --line-number
-F    清除链中所有规则 iptables -F （操作）
-X    清空自定义链的规则，不影响其他链 iptables -X
-Z    清空链的计数器（匹配到的数据包的大小和总和）iptables -Z
-S    查看链的所有规则或者某个链的规则/某个具体规则后面跟编号，iptables -t nat -S、iptables -t nat -S POSTROUTING 1

3.2 添加新的规则

添加新的防火墙规则时，使用管理选项“-A”、“-I”，前者用来追加规则，后者用来插入规则。

iptables -t filter -A INPUT -p icmp -j REJECT     //不允许任何主机ping本主机
iptables -t filter -I INPUT -p icmp -j REJECT
//-I表示插入到第一条，先执行，执行完之后就与主机失去联系，必须进入虚拟机打开终端输入命令删除，
把这条命令-I改成-D就可以了。iptables -I  INPUT 2 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT        //允许主机ssh端口进过我的iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT    //允许任何主机tcp
iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT        //允许任何主机udp

3.3 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，若要查看 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

iptables [-t表名] -n -L [链名] |[-- line-numbers]
或
iptables - [vn]L

注意:不可以合写为-Ln，L必须放在最后

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查看 filter 表INPUT 链中的所有规则，可以执行以下操作
-n以数字地址形式显示
-v查看时显示更详细信息
-L查看

3.4 删除、清空规则

删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”

清空指定链或表中的所有防火墙规则，使用管理选项“-F”。

注意：

• 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
• 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
• 按内容匹配删数时，确保规则存在，否则报错

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

iptables -F    //清空filter表
iptables -t NAT -F    //清空nat表
iptables -t MANGLE -F    //清空mangle表

注意:

• -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
• -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

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

3.5 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。

iptables [-t表名] -P <链名> <控制类型>

清除所有规则后，无法登录22端口，xshell自动登出
重启虚拟机后可以重新登陆，所有规则恢复成默认策略规则

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

iptables -t filter -P FORWARD DROP

iptables -P OUTPUT ACCEPT

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。

4、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。

4.1 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。

• 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

iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT        
iptables -A INPUT -s 192.168.109.11 -j DROP
iptables -I INPUT -i ens33 -s 192.168.109.0/24 -j DROP

iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
iptables -I INPUT -p tcp - -dport 22 -i ACCEPT
iptables -P INPUT
iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT           //感叹号”!”表示取反

4.2 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

4.2.1 端口匹配

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

iptables -A INPUT -p tcp --sport 1000:3000 -j REJECT
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
iptables -A FORWARD -s 192.168.4.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT                 
iptables -A FORWARD -d 192.168.4.0/24 -p udp --sport 53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 192.168.4.0/24 -p tcp --dport 53 -j ACCEPT

4.2.2 TCP标记匹配

--tcp-flags TCP标记
 
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

4.2.3 ICMP类型匹配

编写iptables规则时使用“–icmp-type ICMP类型”的形式，针对的协议为ICMP，用来检查ICMP数据包的类型。

• ICMP类型使用字符串或数字代码表示
• Echo-Request(代码为8)表示请求
• Echo-Reply (代码为0)表示回显
• Destinat ion-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REJECTiptables -A INPUT -p icmp -j REJECT

4.3 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。

4.3.1 多端口匹配

-m multiport --sport 源端口列表
-m multiport --dport 目的端口列表

以上两种形式来检查数据包的源端口、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80、22、21、20、53端口，以便提供电子邮件服务，可以执行以下操作

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
 

4.3.2 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

4.3.3 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

4.4.4 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S（无效的）
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)

iptables -A FORWARD -m state --state NEW -p tcp ! --syn -j DROP

若只开放本机的web服务（80端口），但发给本机的TCP应答数据包予以放行，其他入站数据包均丢弃，则对应的入站控制规则可以参考以下操作

iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80 -j ACCEPT
iptables -I INPUT -p tcp -m state --state ESTABLISHD -j ACCEPT
iptables -P INPUT DROP

DROP转发所有来自192.168.80.0/24主机发送的20,21,22,53,80号端口的数据包

iptables -I FORWARD -s 192.168.80.0/24 -p tcp -m multiport --dport 20:21,80,22,53 -j DROP
iptables -A INPUT -p tco -m state --state ESTABLISHED，RELATED -j ACCEPT
 

三、总结

本文主要讲了

1. netfilter是实现过滤防火墙功能的内核机制，iptables是管理防火墙规则的用户态工具
2. iptables的规则体系默认包括四个表（filter、nat、mangle、raw）和五种链（INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING）
3. iptables规则的匹配条件类型包括通用匹配、隐含匹配、显示匹配，其中显示匹配必须以“-m 模块名称”加载模块