防火牆基礎入門

防火牆概念

安全技術

入侵檢測與管理系統（Intrusion Detection Systems）：特 點是不阻斷任何網絡訪問，量化、定位來自內外網絡的威脅情況，主要以提供報告和事后監督為主，提供有針對性的指導措 施和安全決策依據。一般采用旁路部署方式

入侵防御系統（Intrusion Prevention System）：以透明模式工作，分析數據包的內容如：溢出攻擊、拒絕服務攻擊、木 馬、蠕蟲、系統漏洞等進行准確的分析判斷，在判定為攻擊行為后立即予以阻斷，主動而有效的保護網絡的安全，一般采用在線部署方式

防火牆（ FireWall ）：隔離功能，工作在網絡或主機邊緣， 對進出網絡或主機的數據包基於一定的規則檢查，並在匹配某 規則時由規則定義的行為進行處理的一組功能的組件，基本上 的實現都是默認情況下關閉所有的通過型訪問，只開放允許訪問的策略

防火牆的分類

主機防火牆：服務范圍為當前主機
網絡防火牆：服務范圍為防火牆一側的局域網
硬件防火牆：在專用硬件級別實現部分功能的防火牆；另一 個部分功能基於軟件實現，Checkpoint,NetScreen
軟件防火牆：運行於通用硬件平台之上的防火牆的應用軟件
網絡層防火牆：OSI下面第三層 應用層防火牆/代理服務器：代理網關，OSI七層

網絡防火牆

包過濾防火牆
網絡層對數據包進行選擇，選擇的依據是系統內設置的過濾邏輯 ，被稱為訪問控制列表（ACL），通過檢查數據流中每個數據的源地址，目的地址，所用端口號和協議狀態等因素，或他們的組合來確定是否允許該數據包通過
優點：對用戶來說透明，處理速度快且易於維護
缺點：無法檢查應用層數據，如病毒等

應用層防火牆

應用層防火牆/代理服務型防火牆（Proxy Service）
將所有跨越防火牆的網絡通信鏈路分為兩段
內外網用戶的訪問都是通過代理服務器上的“鏈接”來實現
優點：在應用層對數據進行檢查，比較安全
缺點：增加防火牆的負載
現實生產環境中所使用的防火牆一般都是二者結合體
即先檢查網絡數據，通過之后再送到應用層去檢查

iptables的基本認識

iptables其實不是真正的防火牆，我們可以把它理解成一個客戶端代理，用戶通過iptables這個代理，將用戶的安全設定執行到對應的"安全框架"中，這個"安全框架"才是真正的防 火牆，這個框架的名字叫netfilter
netfilter才是防火牆真正的安全框架（framework），netfilter位於內核空間。 iptables其實是一個命令行工具，位於用戶空間，我們用這個工具操作真正的框架。
netfilter/iptables（下文中簡稱為iptables）組成Linux平台下的包過濾防火牆，與大多數的Linux軟件一樣，這個包過濾防火牆是免費的，它可以代替昂貴的商業防火牆解決方案， 完成封包過濾、封包重定向和網絡地址轉換（NAT）等功能。
Netfilter是Linux操作系統核心層內部的一個數據包處理模塊，它具有如下功能： 網絡地址轉換(Network Address Translate) 數據包內容修改 以及數據包過濾的防火牆功能
所以說，雖然我們使用service iptables start啟動iptables"服務"，但是其實准確的來說，iptables並沒有一個守護進程，所以並不能算是真正意義上的服務，而應該算是內核提供的功能。

Netfilter組件

內核空間，集成在linux內核中
擴展各種網絡服務的結構化底層框架
內核中選取五個位置放了五個hook(勾子) function(INPUT、 OUTPUT、FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING)， 而這五個hook function向用戶開放，用戶可以通過一個命令工 具（iptables）向其寫入規則
由信息過濾表（table）組成，包含控制IP包處理的規則集（ rules），規則被分組放在鏈（chain）上
報文流向

三種報文流向：

流入本機：PREROUTING --> INPUT-->用戶空間進程
流出本機：用戶空間進程 -->OUTPUT--> POSTROUTING
轉發：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING

防火牆工具

iptables
命令行工具，工作在用戶空間
用來編寫規則，寫好的規則被送往netfilter，告訴內核如何去處理信息包 firewalld
CentOS 7引入了新的前端管理工具
管理工具：
firewall-cmd 命令行
firewall-config 圖形

iptables組成

iptables由四個表和五個鏈以及一些規則組成
四個表table：filter、nat、mangle、raw
filter表:過濾規則表，根據預定義的規則過濾符合條件的數據包
nat表:network address translation 地址轉換規則表
mangle:修改數據標記位規則表
Raw:關閉NAT表上啟用的連接跟蹤機制，加快封包穿越防火牆速度
優先級由高到低的順序為:raw-->mangle-->nat-->filter

五個內置鏈chain
INPUT
OUTPUT
FORWARD
PREROUTING
POSTROUTING

Netfilter表、鏈對應關系

raw     表中的規則可以被哪些鏈使用：PREROUTING，OUTPUT
mangle  表中的規則可以被哪些鏈使用：PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT，POSTROUTING
nat     表中的規則可以被哪些鏈使用：PREROUTING，OUTPUT，POSTROUTING（centos7中還有INPUT，centos6中沒有）
filter  表中的規則可以被哪些鏈使用：INPUT，FORWARD，OUTPUT

PREROUTING   的規則可以存在於：raw表，mangle表，nat表。
INPUT        的規則可以存在於：mangle表，filter表，（centos7中還有nat表，centos6中沒有）。
FORWARD      的規則可以存在於：mangle表，filter表。
OUTPUT       的規則可以存在於：raw表mangle表，nat表，filter表。
POSTROUTING  的規則可以存在於：mangle表，nat表。

內核中數據包的傳輸過程

內核中數據包的傳輸過程
當一個數據包進入網卡時，數據包首先進入PREROUTING鏈， 內核根據數據包目的IP判斷是否需要轉送出去
如果數據包就是進入本機的，數據包就會沿着圖向下移動，到達 INPUT鏈。數據包到達INPUT鏈后，任何進程都會收到它。本機上運行的程序可以發送數據包，這些數據包經過OUTPUT鏈 ，然后到達POSTROUTING鏈輸出
如果數據包是要轉發出去的，且內核允許轉發，數據包就會向右移動，經過FORWARD鏈，然后到達POSTROUTING鏈輸出

iptables規則

規則rule：根據規則的匹配條件嘗試匹配報文，對匹配成功的報文根據規則定義的處理動作作出處理
匹配條件：默認為與條件，同時滿足基本匹配：IP,端口,TCP的Flags（SYN,ACK等）
擴展匹配：通過復雜高級功能匹配

處理動作：稱為target，跳轉目標內建處理動作：ACCEPT,DROP,REJECT,SNAT,DNAT MASQUERADE,MARK,LOG...
自定義處理動作：自定義chain，利用分類管理復雜情形
規則要添加在鏈上，才生效；添加在自定義上不會自動生效
鏈chain：
內置鏈：每個內置鏈對應於一個鈎子函數
自定義鏈：用於對內置鏈進行擴展或補充，可實現更靈活的規則組織管理機制；只有Hook鈎子調用自定義鏈時，才生效

iptables添加要點

iptables規則添加時考量點
要實現哪種功能：判斷添加在哪張表上
報文流經的路徑：判斷添加在哪個鏈上
報文的流向：判斷源和目的
匹配規則：業務需要
鏈上規則的次序，即為檢查的次序，因此隱含一定的法則
同類規則(訪問同一應用)，匹配范圍小的放上面
不同類規則(訪問不同應用)，匹配到報文頻率較大的放上面
將那些可由一條規則描述的多個規則合並為一個
設置默認策略
實驗環境准備：
Centos7:
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld. service
Centos6:
service iptables stop;
chkconfig iptables off

iptables命令

iptables [-t table] {-A|-C|-D} chain rule-specification
iptables [-t table] -I chain [rulenum] rule-specification
iptables [-t table] -R chain rulenum rule-specification
iptables [-t table] -D chain rulenum
iptables [-t table] -S [chain [rulenum]]
iptables [-t table] {-F|-L|-Z} [chain [rulenum]] [options...]
iptables [-t table] -N chain
iptables [-t table] -X [chain]
iptables [-t table] -P chain target
iptables [-t table] -E old-chain-name new-chain-name
rule-specification = [matches...] [target]
match = -m matchname [per-match-options]
target = -j targetname [per-target-options]

規則格式：

iptables [-t table] SUBCOMMAND chain [-m matchname [per-match-options]] -j targetname [per-targetoptions]

-t table： raw, mangle, nat, [filter]默認

SUBCOMMAND：
1、鏈管理：
-N：new, 自定義一條新的規則鏈
-D：delete，刪除自定義的空的規則鏈
-P：Policy，設置默認策略；對filter表中的鏈而言，其默認策略有：
ACCEPT：接受
DROP：丟棄
-E：重命名自定義鏈；引用計數不為0的自定義鏈不能夠被重命名， 也不能被刪除
2、查看：
-L：list, 列出指定鏈上的所有規則，本選項須置后
-n：numberic，以數字格式顯示地址和端口號
-v：verbose，詳細信息
-vv 更詳細
-x：exactly，顯示計數器結果的精確值,而非單位轉換后的
易讀值
--line-numbers：顯示規則的序號
常用組合：
--vnL
--vvnxL --line-numbers
-S selected,以iptables-save 命令格式顯示鏈上規則
3、規則管理：
-A：append，追加
-I：insert, 插入，要指明插入至的規則編號，默認為第一條
-D：delete，刪除
(1) 指明規則序號
(2) 指明規則本身
-R：replace，替換指定鏈上的指定規則編號
-F：flush，清空指定的規則鏈
-Z：zero，置零
iptables的每條規則都有兩個計數器
(1) 匹配到的報文的個數
(2) 匹配到的所有報文的大小之和
chain：PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT， POSTROUTING

匹配條件

基本：通用的，PARAMETERS
擴展：需加載模塊，MATCH EXTENTIONS
1、基本匹配條件：無需加載模塊，由iptables/netfilter自行提供
[!] -s, --source address[/mask][,...]：源IP地址或范圍
[!] -d, --destination address[/mask][,...]：目標IP地址或范圍
[!] -p, --protocol protocol：指定協議，可使用數字如0（all） protocol: tcp, udp, icmp, icmpv6, udplite,esp, ah, sctp, mh or “all“ 參看：/etc/protocols
[!] -i, --in-interface name：報文流入的接口；只能應用於數據報文流入環節，只應用於INPUT、FORWARD、PREROUTING鏈
[!] -o, --out-interface name：報文流出的接口；只能應用於數據報文流出的環節，只應用於FORWARD、OUTPUT、POSTROUTING鏈
2 擴展匹配條件：需要加載擴展模塊（/usr/lib64/xtables/*.so） ，方可生效
查看幫助 man iptables-extensions
(1)隱式擴展：在使用-p選項指明了特定的協議時，無需再用-m選項指明擴展模塊的擴展機制，不需要手動加載擴展模塊
tcp協議的擴展選項
[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配報文源端口, 可為端口范圍
[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配報文目標 端口,可為范圍
[!] --tcp-flags mask comp
mask 需檢查的標志位列表，用,分隔
例如 SYN,ACK,FIN,RST
comp 在mask列表中必須為1的標志位列表，無指定則必須 為0，用,分隔

tcp擴展選項

示例：
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN 表示要檢查的標志位為SYN,ACK,FIN,RST四個，其中SYN必須為1，余下的必須為0
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN,ACK
--tcp-flags ALL ALL
--tcp_flags ALL NONE
[!] --syn：用於匹配第一次握手
相當於：--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN

udp、icmp拓展選項

udp
[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配報文的 源端口；可以是端口范圍
[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配報 文的目標端口；可以是端口范圍

icmp
[!] --icmp-type {type[/code]|typename}
type/code
0/0 echo-reply icmp應答
8/0 echo-request icmp請求
(2)顯式擴展：必須使用-m選項指明要調用的擴展模塊的擴展機制，要手動加載擴展模塊

[-m matchname [per-match-options]]

處理動作

-j targetname [per-target-options]
簡單： ACCEPT，DROP
擴展： REJECT：--reject-with:icmp-port-unreachable默認
RETURN：返回調用鏈
REDIRECT：端口重定向
LOG：記錄日志，dmesg
MARK：做防火牆標記
DNAT：目標地址轉換
SNAT：源地址轉換
MASQUERADE：地址偽裝 ...
自定義鏈：

規則擴展

顯式擴展：必須顯式地指明使用的擴展模塊進行的擴展
使用幫助：
CentOS 6: man iptables
CentOS 7: man iptables-extensions
1、multiport擴展
以離散方式定義多端口匹配,最多指定15個端口
[!] --source-ports,--sports port[,port|,port:port]... 指定多個源端口
[!] --destination-ports,--dports port[,port|,port:port]... 指定多個目標端口
[!] --ports port[,port|,port:port]...多個源或目標端口
示例：
iptables -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.10 -p tcp -m multiport --dports 20:22,80 -j ACCEPT

2、iprange擴展
指明連續的（但一般不是整個網絡）ip地址范圍
[!] --src-range from[-to] 源IP地址范圍
[!] --dst-range from[-to] 目標IP地址范圍
示例：
iptables -A INPUT -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 80 -m iprange --src-range 172.16.100.5-172.16.100.10 -j DROP

3、mac擴展
指明源MAC地址
適用於：PREROUTING, FORWARD，INPUT chains
[!] --mac-source XX:XX:XX:XX:XX:XX
示例：
iptables -A INPUT -s 172.16.0.100 -m mac --macsource 00:50:56:12:34:56 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 172.16.0.100 -j REJECT

4、string擴展
對報文中的應用層數據做字符串模式匹配檢測
--algo {bm|kmp}：字符串匹配檢測算法
bm：Boyer-Moore
kmp：Knuth-Pratt-Morris
--from offset 開始偏移
--to offset 結束偏移
[!] --string pattern：要檢測的字符串模式
[!] --hex-string pattern：要檢測字符串模式，16進制格式
示例：
iptables -A OUTPUT -s 172.16.100.10 -d 0/0 -p tcp --sport 80 -m string --algo bm --string “google" -j REJECT

5、time擴展
根據將報文到達的時間與指定的時間范圍進行匹配
--datestart YYYY[-MM[-DD[Thh[:mm[:ss]]]]] 日期
--datestop YYYY[-MM[-DD[Thh[:mm[:ss]]]]]
--timestart hh:mm[:ss] 時間
--timestop hh:mm[:ss]
[!] --monthdays day[,day...] 每個月的幾號
[!] --weekdays day[,day...] 星期幾
--kerneltz：內核時區，不建議使用，CentOS7系統默認為UTC
注意： centos6 不支持kerneltz ，--localtz指定本地時區(默認)
示例：
iptables -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 80 -m time --timestart 14:30 --timestop 18:30 --weekdays Sat,Sun --kerneltz -j DROP

6、connlimit擴展
根據每客戶端IP做並發連接數數量匹配
可防止CC(Challenge Collapsar挑戰黑洞)攻擊
--connlimit-upto n：連接的數量小於等於n時匹配
--connlimit-above n：連接的數量大於n時匹配
通常分別與默認的拒絕或允許策略配合使用
示例：
iptables -A INPUT -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 22 -m connlimit --connlimit-above 2 -j REJECT

7、limit擴展
基於收發報文的速率做匹配
令牌桶過濾器
--limit rate[/second|/minute|/hour|/day]
--limit-burst number
示例：

iptables -I INPUT -d 172.16.100.10 -p icmp --icmptype 8 -m limit --limit 3/minute --limit-burst 5 -j ACCEPT 
#在默認filter表中插入規則，目標地址為172.16.100.10的icmp協議的請求報文數量達到5個以后限制沒分鍾接受3個

iptables -I INPUT 2 -p icmp -j REJECT

8、state擴展
根據”連接追蹤機制“去檢查連接的狀態，較耗資源
conntrack機制：追蹤本機上的請求和響應之間的關系
狀態有如下幾種：
NEW：新發出請求；連接追蹤信息庫中不存在此連接的相關信息條目，因此，將其識別為第一次發出的請求
ESTABLISHED：NEW狀態之后，連接追蹤信息庫中為其建立的條目失效之前期間內所進行的通信狀態
RELATED：新發起的但與已有連接相關聯的連接，
如： ftp協議中的數據連接與命令連接之間的關系
INVALID：無效的連接，如flag標記不正確
UNTRACKED：未進行追蹤的連接，如raw表中關閉追蹤
[!] --state state
示例：
iptables -A INPUT -d 172.16.100.10 -p tcp -m multiport -dports 22,80 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -s 172.16.100.10 -p tcp -m multiport -sports 22,80 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
已經追蹤到的並記錄下來的連接信息庫
/proc/net/nf_conntrack
調整連接追蹤功能所能夠容納的最大連接數量
/proc/sys/net/nf_conntrack_max
不同的協議的連接追蹤時長
/proc/sys/net/netfilter/
注意：CentOS7 需要加載模塊：
modprobe nf_conntrack

iptables的鏈接跟蹤表最大容量為/proc/sys/net/nf_conntrack_max，各種狀態的超時鏈接會從表中刪除；當模板滿載時，后續連接可能會超時
解決方法兩個：
(1) 加大nf_conntrack_max 值

vi /etc/sysctl.conf 
net.nf_conntrack_max = 393216 
net.netfilter.nf_conntrack_max = 393216 

(2) 降低 nf_conntrack timeout時間

vi /etc/sysctl.conf 
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established = 300 
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_time_wait = 120 
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_close_wait = 60 
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_fin_wait = 120 
iptables -t nat -L -n

開放被動模式的ftp服務

(1) 裝載ftp連接追蹤的專用模塊：
跟蹤模塊路徑：/lib/modules/kernelversion/kernel/net/netfilter
vim /etc/sysconfig/iptables-config 配置文件
IPTABLES_MODULES=" nf_conntrack_ftp "
modproble nf_conntrack_ftp #加載模塊命令
(2) 放行請求報文：
命令連接：NEW, ESTABLISHED
數據連接：RELATED, ESTABLISHED

iptables –I INPUT -d LocalIP -p tcp -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT 
#加入規則，允許目標端口為本機的TCP協議已經建立鏈接，和相關的數據
iptables -A INPUT -d LocalIP -p tcp --dport 21 -m state -state NEW -j ACCEPT
#開放本機TCP21端口的請求數據

(3) 放行響應報文：
iptables -I OUTPUT -s LocalIP -p tcp -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

開放被動模式的ftp服務示例：
yum install vsftpd
systemctl start vsftpd
modprobe nf_conntrack_ftp
iptables -F
iptables -A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 21 -m state -state NEW -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -P INPUT DROP
iptables -P OUTPUT DROP
iptables -vnL

Target

ACCEPT， DROP， REJECT， RETURN
LOG， SNAT， DNAT， REDIRECT， MASQUERADE，..
LOG: 非中斷target,本身不拒絕和允許,放在拒絕和允許規則前
並將日志記錄在/var/log/messages系統日志中
--log-level level 級別： emerg, alert, crit, error, warning, notice, info or debug
--log-prefix prefix 日志前綴，用於區別不同的日志，最多29個字符
示例：
iptables -I INPUT -s 10.0.1.0/24 -p tcp -m multimport -dports 80,21,22,23 -m state --state NEW -j LOG -log-prefix "new connections: "

規則優化

任何不允許的訪問，應該在請求到達時給予拒絕
規則在鏈接上的次序即為其檢查時的生效次序
基於上述，規則優化
1 安全放行所有入站和出站的狀態為ESTABLISHED狀態連接
2 謹慎放行入站的新請求
3 有特殊目的限制訪問功能，要在放行規則之前加以拒絕
4 同類規則（訪問同一應用），匹配范圍小的放在前面，用於特 殊處理
5 不同類的規則（訪問不同應用），匹配范圍大的放在前面
6 應該將那些可由一條規則能夠描述的多個規則合並為一條
7 設置默認策略，建議白名單（只放行特定連接）
1） iptables -P，不建議(系統默認規則)
2） 建議在規則的最后定義規則做為默認策略

規則有效期限

使用iptables命令定義的規則，手動刪除之前，其生效期限為 kernel存活期限（和內存一樣，關機就丟失了）
保存規則：
保存規則至指定的文件
CentOS 6
service iptables save
將規則覆蓋保存至/etc/sysconfig/iptables文件中

[root@Centos6 ~]#iptables -I INPUT -s 172.18.45.6 -p icmp -j REJECT
#在INPUT鏈中添加規則拒絕源IP地址為172.18.45.6的icmp協議數據
[root@Centos6 ~]#service iptables save
iptables: Saving firewall rules to
/etc/sysconfig/iptables:[  OK  ]
#將現有的防火牆策略覆蓋到/etc/sysconfig/iptables 文件中
[root@Centos6 ~]#cat /etc/sysconfig/iptables
# Generated by iptables-save v1.4.7 on Fri Oct 20 07:16:46 2017
*filter
:INPUT ACCEPT [147:11915]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [49:5736]
-A INPUT -s 172.18.45.6/32 -p icmp -j REJECT --reject-with icmp-port-unreachable 
COMMIT
# Completed on Fri Oct 20 07:16:46 2017

CentOS 7
在CentOS7中，已經不再使用init風格的腳本啟動服務，而是使用unit文件，就不能再使用service命令了，所以在CentOS7中並不支持service iptables save命令。同時在CentOS7中，使用了firewalld替代了原來的iptables service。CentOS7中仍然默認安裝了iptables，但是沒有iptables-service包，在yum安裝iptables-service之后，仍然可以使用原有的命令service iptables save來保存iptables規則，而且文件保存的位置同樣在/etc/sysconfig/iptables文件中。
CentOS7中默認使用的防火牆控制工具是firewalld，如果要繼續使用iptables來控制防火牆的話，最好先把firewalld服務禁掉。

yum install -y iptables-service
#安裝iptables服務包
systemctl stop firewalld
#禁用firewalld服務
systemctl disable firewalld
#禁止firewalld服務開機自動啟動
systemctl start iptables
systemctl enable iptables
#開啟iptables服務，設置iptables服務開機啟動

CentOS的防火牆規則可用下面方法保存規則
iptables -S > /PATH/TO/SOME_RULES_FILE
iptables-save > /PATH/TO/SOME_RULES_FILE

規則載入

CentOS 6：
service iptables restart
會自動從/etc/sysconfig/iptables 重新載入規則
CentOS 7
重新載入預存規則文件中規則：
iptables-restore < /PATH/FROM/SOME_RULES_FILE
-n, --noflush：不清除原有規則
-t, --test：僅分析生成規則集，但不提交
開機自動重載規則文件中的規則：
(1) 用腳本保存各iptables命令；讓此腳本開機后自動運行
/etc/rc.d/rc.local文件中添加腳本路徑 /PATH/TO/SOME_SCRIPT_FILE
(2) 用規則文件保存各規則，開機時自動載入此規則文件中的規則 /etc/rc.d/rc.local文件添加
iptables-restore < /PATH/FROM/IPTABLES_RULES_FILE
(3)自定義Unit File，進行iptables-restore

網絡防火牆

iptables/netfilter網絡防火牆：
(1) 充當網關
(2) 使用filter表的FORWARD鏈

注意的問題：
(1) 請求-響應報文均會經由FORWARD鏈，要注意規則的方向性
(2) 如果要啟用conntrack機制，建議將雙方向的狀態為ESTABLISHED的報文直接放行

NAT

NAT: network address translation，網絡地址轉換，通俗來講就是修改報文的IP地址，NAT功能通常會被集成到路由器、防火牆、或者獨立的NAT設備中。
PREROUTING，INPUT，OUTPUT，POSTROUTING
請求報文：修改源/目標IP，由定義如何修改
響應報文：修改源/目標IP，根據跟蹤機制自動實現

SNAT原理

SNAT：source NAT POSTROUTING, INPUT（網絡源地址轉換）
讓本地網絡中的主機通過某一特定地址訪問外部網絡，實現地址偽裝
請求報文：修改源IP，發生在POSTROUTING鏈

假設，網絡內部有10台主機，它們有各自的IP地址，當網絡內部的主機與其他網絡中的主機通訊時，則會暴露自己的IP地址，如果我們想要隱藏這些主機的IP地址，該怎么辦呢？可以這樣辦，如下。
當網絡內部的主機向網絡外部主機發送報文時，報文會經過防火牆或路由器，當報文經過防火牆或路由器時，將報文的源IP修改為防火牆或者路由器的IP地址，當其他網絡中的主機收到這些報文時，顯示的源IP地址則是路由器或者防火牆的，而不是那10台主機的IP地址，這樣，就起到隱藏網絡內部主機IP的作用，當網絡內部主機的報文經過路由器時，路由器會維護一張NAT表，表中記錄了報文來自於哪個內部主機的哪個進程（內部主機IP+端口），當報文經過路由器時，路由器會將報文的內部主機源IP替換為路由器的IP地址，把源端口也映射為某個端口，NAT表會把這種對應關系記錄下來。
於是，外部主機收到報文時，源IP與源端口顯示的都是路由的IP與端口，當外部網絡中的主機進行回應時，外部主機將響應報文發送給路由器，路由器根據剛才NAT表中的映射記錄，將響應報文中的目標IP與目標端口再改為內部主機的IP與端口號，然后再將響應報文發送給內部網絡中的主機。整個過程中，外部主機都不知道內部主機的IP地址，內部主機還能與外部主機通訊，於是起到了隱藏網絡內主機IP的作用。
上述整個過程中，就用到了NAT功能，准確的說是用到了NAPT功能，NAPT是NAT的一種，全稱為Network Address Port Translation，說白了就是映射報文IP地址的同時還會映射其端口號，就像剛才描述的過程一樣。
剛才描述的過程中，"IP地址的轉換"一共發生了兩次。
內部網絡的報文發送出去時，報文的源IP會被修改，也就是源地址轉換：Source Network ddress Translation，縮寫為SNAT。
外部網絡的報文響應時，響應報文的目標IP會再次被修改，也就是目標地址轉換：estinationnetwork address translation，縮寫為DNAT。
但是，上述"整個過程"被稱為SNAT，因為"整個過程"的前半段使用了SNAT，如果上述"整個過程"的前半段使用了DNAT，則整個過程被稱為DNAT，也就是說，整個過程被稱為SNAT還是DNAT，取決於整個過程的前半段使用了SNAT還是DNAT。
其實剛才描述的場景不僅僅能夠隱藏網絡內部主機的IP地址，還能夠讓局域網內的主機共享公網IP，讓使用私網IP的主機能夠訪問互聯網。
比如，整個公司只有一個公網IP，但是整個公司有10台電腦，我們怎樣能讓這10台電腦都訪問互聯網呢？我們可以為這10台電腦都配置上各自的私網IP，比如"192.168"這種私網IP，但是互聯網是不會路由私網IP的，如果想要訪問互聯網，則必須使用公網IP，那么，我們就需要想辦法，能讓這10台主機共享公司僅有的一個公網IP，沒錯，這與剛才描述的場景其實完全一致，我們只要在路由器上配置公網IP，在私網主機訪問公網服務時，報文經過路由器，路由器將報文中的私網IP與端口號進行修改和映射，將其映射為公網IP與端口號，這時，內網主機即可共享公網IP訪問互聯網上的服務了。
寫法：
nat表的target：
SNAT：固定IP
--to-source [ipaddr[-ipaddr]][:port[-port]]
--random
iptables -t nat -A POSTROUTING -s LocalNET ! -d LocalNet -j SNAT --to-source ExtIP
示例：

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.0.1.0/24 ! – d 10.0.1.0/24 -j SNAT --to-source 172.18.100.6，172.18.100.9

MASQUERADE：有些公司的具有外網的主機的IP地址為動態IP，如撥號網絡，撥號網絡每次斷開重連主機的IP地址都會變化，那么就意味着每次IP地址發生變化就要手動的去進行上文中SANT的防火牆配置。MASQUERADE可以解決這個問題。
--to-ports port[-port]
--random
iptables -t nat -A POSTROUTING -s LocalNET ! -d LocalNet -j MASQUERADE
示例：

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.0.1.0/24 ! – d 10.0.1.0/24 -j MASQUERADE 

DNAT原理

DNAT：destination NAT PREROUTING , OUTPUT 把本地網絡中的主機上的某服務開放給外部網絡訪問(發布服務和端口映射)，但隱藏真實IP
請求報文：修改目標IP,發生在PREROUTING鏈

場景1中，我們描述的過程為SNAT的過程，雖然其過程中也牽扯到DNAT，但是由於整個過程的前半段使用了SNAT，所以整個過程稱之為SNAT，那么在什么情況下，整個過程能稱之為DNAT呢？
沒錯，當整個過程的前半段使用了DNAT時，整個過程被稱為DNAT，具體場景如下。
公司有自己的局域網，網絡中有兩台主機作為服務器，主機1提供web服務，主機2提供數據庫服務，但是這兩台服務器在局域網中使用私有IP地址，只能被局域網內的主機訪問，互聯網無法訪問到這兩台服務器，整個公司只有一個可用的公網IP，怎樣通過這個公網IP訪問到內網中的這些服務呢？我們可以將這個公網IP配置到公司的某台主機或路由器上，然后對外宣稱，這個IP地址對外提供web服務與數據庫服務，於是互聯網主機將請求報文發送給這公網 IP地址，也就是說，此時報文中的目標IP為公網IP，當路由器收到報文后，將報文的目標地址改為對應的私網地址，比如，如果報文的目標IP與端口號為：公網IP+3306，我們就將報文的目標地址與端口改為：主機2的私網IP+3306，同理，公網IP+80端口映射為主機1的私網IP+80端口，當私網中的主機回應對應請求報文時，再將回應報文的源地址從私網IP+端口號映射為公網IP+端口號，再由路由器或公網主機發送給互聯網中的主機。
上述過程也牽扯到DNAT與SNAT，但是由於整個過程的前半段使用了DNAT，所以上述過程被稱為DNAT
其實，不管是SNAT還是DNAT，都起到了隱藏內部主機IP的作用。
寫法：
DNAT
--to-destination [ipaddr[-ipaddr]][:port[-port]]
iptables -t nat -A PREROUTING -d ExtIP -p tcp|udp --dport PORT -j DNAT --to-destination InterSeverIP[:PORT]
示例：

iptables -t nat -A PREROUTING -s 0/0 -d 172.18.100.6 -p tcp --dport 22 -j DNAT --todestination 10.0.1.22
iptables -t nat -A PREROUTING -s 0/0 -d 172.18.100.6 -p tcp --dport 80 -j DNAT --todestination 10.0.1.22:8080

PNAT: port nat，端口和IP都進行修改

轉發

REDIRECT：
NAT表
可用於：PREROUTING OUTPUT 自定義鏈
通過改變目標IP和端口，將接受的包轉發至不同地址 --to-ports port[-port]
示例：

iptables -t nat -A PREROUTING -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 80 -j REDIRECT --to-ports 8080

firewalld服務

firewalld是CentOS 7.0新推出的管理netfilter的工具
firewalld是配置和監控防火牆規則的系統守護進程。可以實 現iptables,ip6tables,ebtables的功能
firewalld服務由firewalld包提供
firewalld支持划分區域zone,每個zone可以設置獨立的防火牆 規則

歸入zone順序：
先根據數據包中源地址，將其納為某個zone
納為網絡接口所屬zone
納入默認zone，默認為public zone,管理員可以改為其它zone
網卡默認屬於public zone,lo網絡接口屬於trusted zone

firewalld zone分類

zone名稱	默認配置
trusted	允許所有流量
home	拒絕除和傳出流量相關的，以及ssh，,mdsn,ipp-client,samba-client,dhcpv6-client預定義服務之外 其它所有傳入流量
internal	和home相同
work	拒絕除和傳出流量相關的，以及ssh，ipp-client，dhcpv6-client預定義服務之外其他所有傳入流量
public	拒絕除和傳出流量相關的，以及ssh，dhcp6-client預定義服務之外的其他所有流量，新加的網卡默認屬於public zone
external	拒絕除和傳出流量相關的，以及shh預定義服務之外的其他所有傳入流量，屬於external zone的傳出ipv4流量源地址將被偽裝為傳出網卡的地址
dmz	拒絕和傳出流量相關的，以及ssh預定義服務之外的其他所有傳入流量
block	拒絕和傳出流量相關的所有傳入流量
drop	拒絕除和傳出流量相關的所有傳入流量（甚至不宜ICMP錯誤進行回應）

預定義服務

服務名稱	配置
ssh	Local SSH server. Traffic to 22/tcp
dhcpv6-client	Local DHCPv6 client. Traffic to 546/udp on the fe80::/64 IPv6 network
ipp-client	Local IPP printing. Traffic to 631/udp
samba-client	Local Windows file and print sharing client. Traffic to 137/udp and 138/udp.
mdns	Multicast DNS (mDNS) local-link name resolution. Traffic to 5353/udp to the 224.0.0.251 (IPv4) or ff02::fb (IPv6) multicast addresses.

firewalld配置

firewall-cmd --get-services 查看預定義服務列表
/usr/lib/firewalld/services/*.xml預定義服務的配置
三種配置方法
firewall-config （firewall-config包）圖形工具
firewall-cmd （firewalld包）命令行工具
/etc/firewalld 配置文件，一般不建議

firewalld-cmd命令選項

--get-zones 列出所有可用區域
--get-default-zone 查詢默認區域
--set-default-zone=<ZONE> 設置默認區域
--get-active-zones 列出當前正使用的區域
--add-source=<CIDR>[--zone=<ZONE>] 添加源地 址的流量到指定區域，如果無--zone= 選項，使用默認區域
--remove-source=<CIDR> [--zone=<ZONE>] 從指定區 域中刪除源地址的流量，如果無--zone= 選項，使用默認區 域
--add-interface=<INTERFACE>[--zone=<ZONE>] 添 加來自於指定接口的流量到特定區域，如果無--zone= 選項 ，使用默認區域
--change-interface=<INTERFACE>[--zone=<ZONE>] 改變指定接口至新的區域，如果無--zone= 選項，使用 默認區域
--list-all [--zone=<ZONE>] 列出指定區域的所有配置信 息，包括接口，源地址，端口，服務等，如果無--zone= 選 項，使用默認區域
--add-service=<SERVICE> [--zone=<ZONE>] 允許服務 的流量通過，如果無--zone= 選項，使用默認區域
--add-port=<PORT/PROTOCOL>[--zone=<ZONE>] 允 許指定端口和協議的流量，如果無--zone= 選項，使用默認 區域
--remove-service=<SERVICE> [--zone=<ZONE>] 從 區域中刪除指定服務，禁止該服務流量，如果無--zone= 選 項，使用默認區域
--remove-port=<PORT/PROTOCOL>[--zone=<ZONE>] 從區域中刪除指定端口和協議，禁止該端口的流量，如果 無--zone= 選項，使用默認區域
--reload 刪除當前運行時配置，應用加載永久配置

firewalld-cmd命令示例

查看默認
zone firewall-cmd --get-default-zone
默認zone設為dmz
firewall-cmd --set-default-zone=dmz
在internal zone中增加源地址192.168.0.0/24的永久規則
firewall-cmd --permanent --zone=internal -add-source=192.168.0.0/24
在internal zone中增加協議mysql的永久規則
firewall-cmd --permanent –zone=internal --addservice=mysql
加載新規則以生效
firewall-cmd --reload

實驗：配置firewalld

systemctl mask iptables #使用umask取消屏蔽
systemctl mask ip6tables
systemctl status firewalld
systemctl enable firewalld
systemctl start firewalld
firewall-cmd --get-default-zone
firewall-cmd --set-default-zone public
firewall-cmd --permanent --zone=public --list-all
firewall-cmd --permanent --zone=public --addport 8080/tcp
firewall-cmd ---reload

其他規則

當基本firewalld語法規則不能滿足要求時，可以使用以下更 復雜的規則
rich-rules 富規則，功能強,表達性語言
Direct configuration rules 直接規則，靈活性差
幫助：man 5 firewalld.direct

管理rich規則

rich規則比基本的firewalld語法實現更強的功能，不僅實現 允許/拒絕，還可以實現日志syslog和auditd，也可以實現端 口轉發，偽裝和限制速率
rich語法：
rule
[source]
[destination]
service|port|protocol|icmp-block|masquerade|forward-port
[log]
[audit]
[accept|reject|drop]
man 5 firewalld.richlanguage

規則

規則實施順序：
該區域的端口轉發，偽造規則
該區域的日志規則
該區域的允許規則
該區域的拒絕規則
每個匹配的規則生效，所有規則都不匹配，該區域默認規則 生效

選項	描述
--add-rich-rule='<RULE>'	Add <RULE> to the specified zone, or the default zone if no zone is specified.
--remove-rich-rule='<RULE>'	Remove <RULE> to the specified zone, or the default zone if no zone is specified.
--query-rich-rule='<RULE>'	Query if <RULE> has been added to the specified zone, or the default zone if no zone is specified. Returns 0 if the rule is present, otherwise 1.
--list-rich-rules	Outputs all rich rules for the specified zone, or the default zone if no zone is specified.

rich規則示例

拒絕從192.168.0.11的所有流量，當address 選項使用
source 或 destination時，必須用family= ipv4 |ipv6.
firewall-cmd --permanent --zone=classroom --add-richrule='rule family=ipv4 source address=192.168.0.11/32 reject'
限制每分鍾只有兩個連接到ftp服務
firewall-cmd --add-rich-rule='rule service name=ftp limit value=2/m accept'
拋棄esp（ IPsec 體系中的一種主要協議）協議的所有數據包
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule protocol value=esp drop'
接受所有192.168.1.0/24子網端口范置7900-7905的TCP流量
firewall-cmd --permanent --zone=vnc --add-rich-rule='rule family=ipv4 source address=192.168.1.0/24 port port=79007905 protocol=tcp accept'

rich日志規則

log [prefix="<PREFIX TEXT>" [level=<LOGLEVEL>]
[limit value="<RATE/DURATION>"]
<LOGLEVEL> 可以是 emerg,alert, crit, error, warning, notice, info, debug.
<DURATION> s：秒, m：分鍾, h：小時, d：天
audit [limit value="<RATE/DURATION>"]
示例：
接受ssh新連接，記錄日志到syslog的notice級別，每分鍾最多三條信息
firewall-cmd --permanent --zone=work --add-richrule='rule service name="ssh" log prefix="ssh " level="notice" limit value="3/m" accept
從2001:db8::/64子網的DNS連接在5分鍾內被拒絕，並記 錄到日志到audit,每小時最大記錄一條信息。
firewall-cmd --add-rich-rule='rule family=ipv6 source address="2001:db8::/64" service name="dns" audit limit value="1/h" reject' --timeout=300
示例：
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family=ipv4 source address=172.25.X.10/32 service name="http" log level=notice prefix="NEW HTTP " limit value="3/s" accept'
firewall-cmd --reload
tail -f /var/log/messages
curl http://serverX.example.com

偽造和端口轉發

NAT網絡地址轉換，firewalld支持偽造和端口轉發兩種NAT 方式
偽造NAT
firewall-cmd --permanent --zone=<ZONE> --addmasquerade
firewall-cmd --permanent --zone=<ZONE> --addrich-rule='rule family=ipv4 source address=192.168.0.0/24 masquerade'

端口轉發

端口轉發：將發往本機的特定端口的流量轉發到本機或不同 機器的另一個端口。通常要配合地址偽造才能實現
firewall-cmd --permanent --zone=<ZONE> --addforwardport=port=<PORTNUMBER>:proto=<PROTOCOL>[:topor t=<PORTNUMBER>][:toaddr=]
說明：toport= 和toaddr= 至少要指定一個
示例：
轉發傳入的連接513/TCP，到訪火牆的132/TCP到public zone 的192.168.0.254
firewall-cmd --permanent --zone=public --addforward-port=port=513:proto=tcp:toport=132:toaddr= 192.168.0.254

rich規則

rich規則語法：
forward-port port=<PORTNUM> protocol=tcp|udp [toport=<PORTNUM>][to-addr=
示例：
轉發從192.168.0.0/26來的，發往80/TCP的流量到防火牆的 端口8080/TCP
firewall-cmd --permanent --zone=work --add-richrule='rule family=ipv4 source address=192.168.0.0/26 forward-port port=80 protocol=tcp to-port=8080'
示例：
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule 'rule family=ipv4 source address=172.25.X.10/32 forwardport port=443 protocol=tcp to-port=22'
firewall-cmd --reload
ssh -p 443 serverX.example.com