Linux网络服务之iptables防火墙工具

I P T A B L E S

  • 一、防火墙简介
    • 1.1 netfilter
    • 1.2 firewalld和iptables
  • 二、iptables工具简述
    • 2.1 定义
    • 2.2 三种报文流向
    • 2.3 iptables的表、链结构（非常重要）
      • 2.3.1 "四表" ----- 规则表
      • 2.3.2 "五链" ----- 规则链
  • 三、iptables配置
    • 3.1 基本语法
      • 3.1.1 管理选项部分
      • 3.1.2 匹配条件部分
      • 3.1.3 处理动作部分
    • 3.2 查看规则
    • 3.3 添加规则
    • 3.4 根据规则编号删除 清空 替换规则
      • 3.4.1 查看规则编号
      • 3.4.2 替换
      • 3.4.3 删除
      • 3.4.4 清空
    • 3.5 默认策略
      • 3.5.1 简介
      • 3.5.2 查看与配置
    • 3.6 基本匹配条件
    • 3.7 扩展匹配条件
      • 3.7.1 隐性
        • .1 端口匹配
        • .2 TCP标志匹配
        • .3 ICMP类型匹配
      • 3.7.2 显示扩展模块
        • .1 multiport扩展 多端口
        • .2 iprange扩展 IP范围
        • .3 mac扩展 MAC地址（一般不用）
        • .4 string扩展 字符串
        • .5 time模块
        • .6 connlimit扩展 连接数量
        • .7 state 连接状态（重要）
    • 4.1 SNAT
    • 4.2 DNAT
    • 4.3 配置实例
      • 1） 前置准备
        • .1 配置内网服务器
        • .2 配置外网服务器
        • .3 配置网关服务器
      • 2）使用SNAT，使内网能够访问外网
      • 3）使用DNAT，使外网能访问内网

一、防火墙简介

在这里插入图片描述

1.1 netfilter

Netfilter是一个Linux内核功能，用于在网络数据包从网络堆栈进入或离开时进行包过滤和操作。
Netfilter内称为防火墙的“内核态”。

1.2 firewalld和iptables

Firewalld和Iptables都不是防火墙，是防火墙管理工具，被称为防火墙的“用户态”。
Centos 7中默认管理防火墙规则的工具是firewalld。

二、iptables工具简述

2.1 定义

由软件包iptables提供的命令行工具。
工作在用户空间，用来编写规则，写好的规则被送往netfilter，告诉内核如何去处理信息包。

2.2 三种报文流向

  • 流入本机：PREROUTING --> INPUT–>用户空间进程
  • 流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT–> POSTROUTING
  • 转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING
#查看有没有安装
iptables --version

在这里插入图片描述

2.3 iptables的表、链结构（非常重要）

在这里插入图片描述

2.3.1 “四表” ----- 规则表

规则表功能
filter表过滤规则表，根据预定义的规则过滤符合条件的数据包,默认表
nat表地址转换规则表
mangle表给数据包设置标记
raw表关闭启用的连接跟踪机制，加快封包穿越防火墙速度
security表用于强制访问控制（MAC）网络规则，由Linux安全模块（如SELinux）实现

规则表间的顺序： raw --> mangle–> nat–>filter

规则表的作用：容纳各种规则链。

2.3.2 “五链” ----- 规则链

规则链功能
INPUT链处理入站数据包
OUTPUT链处理出站数据包
FORWARD链处理转发数据包
PREROUTING链在进行路由选择前处理数据包
PROROUTING链在进行路由选择后处理数据包

规则链的作用:容纳各种防火墙规则,对数据包进行过滤或处理。

链的分类依据:处理数据包的不同时机。

三、iptables配置

#前期准备
systemctl  stop firewalld

3.1 基本语法

iptables  [-t 规则表]  管理选项  [规则链]  [匹配条件]  [-j 处理动作]iptables -t filter -A INPUT -s 192.168.0.1 - DROP

3.1.1 管理选项部分

管理选项用法示例
-A向规则链中添加一条规则，末尾追加
-I在规则链的指定位置插入一条规则，未指定序号默认作为第一条
-F 清除链中所有规则
-P设置规则链的默认策略
-D从规则链中删除一条规则
-R替换规则链中的一条规则
-L列出规则链中的所有规则
-n所有字段以数字形式显示
-v显示详细信息
- -line-number查看规则编号
-N创建一个新的自定义规则链
-X删除一个自定义规则链
-Z清空规则链中所有规则的数据包和字节数统计
-S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
-E重新命名规则链
#允许来自192.168.1.0/24子网的数据包进入INPUT链
iptables -A INPUT -s 192.168.1.0/24 -j ACCEPT#删除允许来自192.168.1.0/24子网的数据包进入INPUT链的规则
iptables -D INPUT -s 192.168.1.0/24 -j ACCEPT#在INPUT链的第2条规则之前插入一条允许来自192.168.1.0/24子网的数据包进入的规则
iptables -I INPUT 2 -s 192.168.1.0/24 -j ACCEPT#将INPUT链中的第2条规则替换为拒绝来自192.168.1.0/24子网的数据包的规则
iptables -R INPUT 2 -s 192.168.1.0/24 -j DROP）

#列出INPUT链中的所有规则
iptables -L INPUT#清空INPUT链中的所有规则
iptables -F INPUT#清空INPUT链的数据包和字节数统计
iptables -Z INPUT#将INPUT链的默认策略设置为DROP，即拒绝所有数据包
iptables -P INPUT DROP#将FORWARD链重命名为NFORWARD
iptables -E FORWARD NFORWARD

#创建一个名为MYCHAIN的新规则链
iptables -N MYCHAIN
#删除名为MYCHAIN的自定义规则链
iptables -X MYCHAIN

3.1.2 匹配条件部分

指定匹配条件的选项功能
-p指定要匹配的 协议类型，例如TCP、UDP、ICMP等
-s指定 源IP地址或地址范围
-d指定 目标IP地址或地址范围
-i <网络接口>指定 输入网络接口
-o<网络接口>指定 输出网络接口
-m指定 扩展模块，用于进一步定义匹配条件
- -icmp-type指定ICMP类型
- -sport指定源端口号或端口范围
- - dport指定目标端口号或端口范围

3.1.3 处理动作部分

处理动作功能
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
ACCEPT允许数据包通过(默认)
SNAT修改数据包的源地址
DNAT修改数据包的目的地址
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
MASQUERADE伪装成一个非固定公网IP地址

3.2 查看规则

iptables -vnL #查看所有规则表的规则-v 详细信息
-n 数字形式显示
-L 查看规则列表

在这里插入图片描述

iptable -vnL -t [规则表]  #查看规则表的规则链，默认filter表

在这里插入图片描述

3.3 添加规则

#一般只对INPUT和PREROUTING规则链进行处理
#不处理OUTPUT POSTROUTING FORWARD

#新增规则，filter表为例#拒绝来自 192.168.91.101的通信
iptables [-t filter]  -A INPUT -s 192.168.2.100 -j DROP/REJECT

#插入规则#将IP地址为192.168.2.101的源地址的流量丢弃
iptables -I INPUT 编号 -s 192.168.2.101 -j DROP

3.4 根据规则编号删除 清空 替换规则

3.4.1 查看规则编号

iptables -vnL --line-numbers #查看规则编号

在这里插入图片描述

3.4.2 替换

iptables -R <规则链> <规则编号> <新规则>

#举个例子iptables -R INPUT 3 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT 
#替换INPUT链中第3条规则，将其内容改为允许TCP协议的SSH流量（端口22）通过

3.4.3 删除

iptables -D <规则链> <要删除的规则>或者iptables  -D <规则链> n #n为规则编号

3.4.4 清空

iptables -F  #清空除默认策略外的所有规则

3.5 默认策略

3.5.1 简介

默认策略是指当没有明确的匹配规则时，iptables 对进出系统的网络流量采取的默认处理方式。

有3种基本的默认策略：ACCEPT、DROP 和 REJECT。

  1. ACCEPT：允许所有的数据包通过防火墙。

  2. DROP：阻止所有的数据包通过防火墙。

  3. REJECT：默认策略为 REJECT 与 DROP 类似，阻止所有的数据包通过防火墙。但不同的是，当数据包被拦截时，会向源主机发送一个拒绝响应消息。

3.5.2 查看与配置

查看

iptables -L #查看当前 iptables 的默认策略

在这里插入图片描述

设置默认策略

iptables -P INPUT <策略>
iptables -P OUTPUT <策略>
iptables -P FORWARD <策略>INPUT 是针对进入系统的数据包，
OUTPUT 是针对离开系统的数据包，
FORWARD 是针对通过系统的数据包
策略可以是 ACCEPT、DROP 或 REJECT

#举个例子## 允许SSH进入
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT# 允许HTTP和HTTPS流量
iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp --dport 443 -j ACCEPT

清空和删除

无法直接清空或者删除默认策略，iptables -F也不行。

只能将ACCEPT改成DROP/REJECT，或者反过来，某种意义上，也等同于删除

3.6 基本匹配条件

基本匹配条件功能
-s源IP地址或者不连续的IP地址
-d目标IP地址或者不连续的IP地址
-p指定协议
-i报文流入的接口；只能应用于数据报文流入环节，
-o报文流出的接口；只能应用于数据报文流出的环节

3.7 扩展匹配条件

3.7.1 隐性

man iptables-extensions
查看扩展帮助

.1 端口匹配

--sport和--dport 必须配合-p <协议类型>使用

只能用于匹配连续的端口

--sport 源端口 
--dport 目的端口

可以匹配单个端口，也可以匹配端口范围，以源端口匹配为例：

格式含义
–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 1000:匹配源端口是1000及以上的数据包
–sport :3000匹配源端口是3000及以下的数据包

.2 TCP标志匹配

 --tcp-flags TCP标志
TCP标志功能
SYN（同步）用于建立连接。
ACK（确认）用于确认收到的数据。
FIN（结束）用于关闭连接。
RST（复位）用于重置连接。
URG（紧急）用于指示数据中有紧急数据部分。
PSH（推送）用于强制接收方立即处理数据。
#iptables允许通过来自ens33接口的,具有FIN、RST、ACK和SYN标志的TCP包
#只有SYN标志的TCP包,拒绝建立连接
iptables -I INPUT -i ens33 -p tcp \--tcp-flags FIN,RST,ACK SYN -j ACCEPT

.3 ICMP类型匹配

--icmp -type 0/3/8
代码含义
8“Echo- Request” 表示请求
0“Echo- Reply” 表示回复
3"Dest ination-Unreachable"表示目标不可达
 举个例子#丢弃icmp的包，别人ping不通本机，本机也ping不通别人iptables -A INPUT -p icmp -j DROP​
#禁止其他主机ping本机iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 8 -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 --icmp-type 3 -j ACCEPT

3.7.2 显示扩展模块

显示扩展必须加 -m选项

.1 multiport扩展 多端口

可用于匹配非连续的端口，以离散的方式匹配，最多支持15个端口。

iptables -A INPUT  -s 192.168.2.101 -p tcp -m \
multiport --dports 22,80,3306 -j REJECT 
#拒绝来自源IP地址为192.168.2.101的TCP流量，并且目标端口号为22、80和3306

.2 iprange扩展 IP范围

iprange扩展功能模块用于在防火墙规则中匹配特定的IP地址范围。

基本格式
-m iprange --src-range IP范围

iptables -A INPUT  -m ip range --src-range 192.168.91.101-192.168.91.103 -j REJECT 
# 拒绝来自源IP地址范围为192.168.91.101到192.168.91.103的所有流量，并且应用于INPUT链（也就是进入服务器的流量）

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

.3 mac扩展 MAC地址（一般不用）

mac模块用于匹配和处理MAC地址相关的防火墙规则，可以限制特定MAC地址的访问或过滤特定MAC地址的流量。

基本格式
-m mac --mac-source XX:XX:XX:XX:XX:XX  #根据源MAC地址匹配
-m mac --mac-destination XX:XX:XX:XX:XX:XX#根据目标MAC地址匹配

.4 string扩展 字符串

string模块用于在数据包的内容中搜索指定的字符串，并根据匹配结果执行相应的操作。

基本格式
-m string --string 字符串 --algo bm/kmp 
#bm kmp为字符串检测算法

iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -m string --string "example" --algo bm -j DROP
#对于目标端口为80的TCP流量，在数据包的内容中搜索字符串"example"
#如果匹配成功，则使用DROP动作丢弃该数据包

.5 time模块

time模块用于根据时间条件匹配数据包，可以限制特定时间段内进出防火墙的数据包。

基本格式
-m time --匹配选项 匹配条件
匹配选项含义
- -timestart指定开始时间
- -timestop指定结束时间
- -datestart指定开始日期
- -datestop指定结束日期
- -daysMon-Fri
iptables -A INPUT -m time --timestart 08:00 --timestop 17:00 \
--datestart 2023-08-01 --datestop 2023-08-31 --days Mon-Fri -j ACCEPT#在2023年8月1日至2023年8月31日期间的每个工作日的08:00至17:00之间，接受(ACCEPT)输入的数据
#如果不在指定的日期和时间范围内或不是工作日，则不匹配该规则

.6 connlimit扩展 连接数量

connlimit扩展模块用于限制连接数量，根据活动连接数量的条件来控制数据包的流动。

基本格式
-m connlimit --connlimit-匹配选项 匹配条件
匹配选项功能
above n指定连接数量超过n个时触发匹配
upto n指定连接数量小于n个时触发匹配
equal n指定连接数量等于n个时触发匹配
maks指定连接数量的掩码来匹配连接数量
举个例子iptables -A INPUT -p tcp --syn --dport 80 \
-m connlimit --connlimit-above 10 -j REJECT
#对于TCP协议、目标端口为80的数据包，如果活动连接的数量超过10个，则拒绝该连接iptables -A INPUT -p tcp --syn --dport 22 \
-m connlimit --connlimit-above 5 --connlimit-mask 16 -j REJECT
#对于TCP协议、目标端口为22（SSH）的数据包
#如果同一子网的连接数量超过5个，拒绝连接

.7 state 连接状态（重要）

state模块用于匹配连接的状态，根据连接的状态来过滤数据包。

基本格式--state state 连接状态
常见连接状态含义
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
UNTRACKED未进行追踪的连接，如：raw表中关闭追踪
举个例子iptables -A INPUT -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
#对于输入的数据包，如果连接状态是NEW（新建连接）或ESTABLISHED（已建立连接），允许该数据包通过

四、SNAT和DNAT

4.1 SNAT

在这里插入图片描述

SNAT用于在网络中修改数据包的源IP地址。
SNAT是一种单向的地址转换技术，只会修改数据包的源IP地址，不会修改目的IP地址。

SNAT转换前提条件:

  • 局域网各主机已正确设置IP地址、子网掩码、默认网关地址;
  • Linux网关开启IP路由转发 。

4.2 DNAT

在这里插入图片描述

DNAT应用环境:在Internet中发布位于局域网内的服务器

DNAT原理:目的地址转换，根据指定条件修改数据包的目的IP地址，保证了内网服务器的安全，通常被叫做目的映射。

DNAT转换前提条件:

  • 局域网的服务器能够访问Internet；
  • 网关的外网地址有正确的DNS解析记录；
  • Linux网关开启IP路由转发。

4.3 配置实例

centos7-1（内网服务器） ens33 192.168.2.100
centos7-2 (网关服务器)  ens36 仅主机 12.0.0.1  ens33 192.168.2.102   
centos7-3（外网服务器） ens33 仅主机 12.0.0.10

1） 前置准备

#关闭三个虚拟机的防火墙和selinux
systemctl stop firewalld 
setenforce

.1 配置内网服务器

将内网服务器的网关修改为网关服务器的IP地址
在这里插入图片描述

systemctl restart network #重启网络服务

.2 配置外网服务器

修改为仅主机模式
在这里插入图片描述
修改IP地址为12.0.0.10

systemctl restart network #重启网络服务

在这里插入图片描述

.3 配置网关服务器

（1）添加新网卡，改为仅主机模式
在这里插入图片描述
（2）配置新网卡，IP地址为12.0.0.1
在这里插入图片描述

systemctl restart network #重启网络服务

（3）开启网关服务器的路由转发功能

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

（4）清空防火墙配置

iptables -F

2）使用SNAT，使内网能够访问外网

（1）在网关服务器添加规则

iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens36 -s 192.168.2.0/24 -j SNAT --to 12.0.0.1

在这里插入图片描述
（2）内网ping外网，检测连通性
在这里插入图片描述

3）使用DNAT，使外网能访问内网

（1）在网关服务器添加规则

iptables -t nat -A PREROUTING -i ens36 -s 12.0.0.0/24 -p tcp --dport 80-j DNAT --to 192.168.2.100

在这里插入图片描述
（2）在内网服务器启动httpd服务

yum install -y httpd vim /var/www/html/index.html
byyd yyds #访问显示内容systemctl start httpd

在这里插入图片描述
（3）外网服务器访问网关服务器的ens36，检查DNAT是否成功
在这里插入图片描述

#补充知识
#字符界面 但是需要用到图形化时
yum install  x11-forwarding -y  #systemctl start firewalldexport DISPLAY=192.168.2.1:0.0
#真机地址yum install firewall-config -ysystem-config-firewall

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udp与can通信的选择与比较

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UDP&#xff08;用户数据报协议&#xff09;和CAN&#xff08;控制器局域网&#xff09;是两种不同的通信协议&#xff0c;它们在实时传递性上有一些区别。 UDP是一种无连接的传输协议&#xff0c;它提供了简单的、不可靠的数据传输。UDP不提供可靠性保证、流控制或重传机制。…
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