如何利用netfilter/iptables構建防火墻
利用netfilter和iptables構建防火墻不是一件輕松的事，讓我們來看看他的具體操作過程！
對于Internet上的系統(tǒng)，不管是什么情況都要明確一點：網(wǎng)絡是不安全的。因此，雖然創(chuàng)建一個防火墻并不能保證系統(tǒng)100%安全，但卻是絕對必要的。Linux提供了一個非常優(yōu)秀的防火墻工具—netfilter/iptables。它完全免費、功能強大、使用靈活、可以對流入和流出的信息進行細化控制，且可以在一臺低配置機器上很好地運行。本文將簡單介紹使用netfilter/iptables實現(xiàn)防火墻架設和Internet連接共享等應用。
netfilter/iptabels應用程序，被認為是Linux中實現(xiàn)包過濾功能的第四代應用程序。netfilter/iptables包含在2.4以后的內核中，它可以實現(xiàn)防火墻、NAT(網(wǎng)絡地址翻譯)和數(shù)據(jù)包的分割等功能。netfilter工作在內核內部，而iptables則是讓用戶定義規(guī)則集的表結構。netfilter/iptables從ipchains和ipwadfm(IP防火墻管理)演化而來，功能更加強大。下文將netfilter/iptabels統(tǒng)一稱為iptables。
可以用iptables為Unix、Linux和BSD個人工作站創(chuàng)建一個防火墻，也可以為一個子網(wǎng)創(chuàng)建防火墻以保護其它的系統(tǒng)平臺。iptales只讀取數(shù)據(jù)包頭，不會給信息流增加負擔，也無需進行驗證。要想獲得更好的安全性，可以將其和一個代理服務器(比如squid)相結合。
基本概念
典型的防火墻設置有兩個網(wǎng)卡：一個流入，一個流出。iptables讀取流入和流出數(shù)據(jù)包的報頭，將它們與規(guī)則集(Ruleset)相比較，將可接受的數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)卡轉發(fā)至另一個網(wǎng)卡，對被拒絕的數(shù)據(jù)包，可以丟棄或按照所定義的方式來處理。
通過向防火墻提供有關對來自某個源地址、到某個目的地或具有特定協(xié)議類型的信息包要做些什么的指令，規(guī)則控制信息包的過濾。通過使用iptables系統(tǒng)提供的特殊命令iptables建立這些規(guī)則，并將其添加到內核空間特定信息包過濾表內的鏈中。關于添加、去除、編輯規(guī)則的命令，一般語法如下：
iptables [-t table] command [match] [target]
1.表(table)
[-t table]選項允許使用標準表之外的任何表。表是包含僅處理特定類型信息包的規(guī)則和鏈的信息包過濾表。有三個可用的表選項：filter、nat和mangle。該選項不是必需的，如果未指定，則filter作為缺省表。各表實現(xiàn)的功能如表1所示。
表1 三種表實現(xiàn)的功能
2.命令(command)
command部分是iptables命令最重要的部分。它告訴iptables命令要做什么，例如插入規(guī)則、將規(guī)則添加到鏈的末尾或刪除規(guī)則。表2是最常用的一些命令及例子。
表2 命令的功能和樣例
3.匹配(match)
iptables命令的可選match部分指定信息包與規(guī)則匹配所應具有的特征(如源地址、目的地址、協(xié)議等)。匹配分為通用匹配和特定于協(xié)議的匹配兩大類。這里將介紹可用于采用任何協(xié)議的信息包的通用匹配。表3是一些重要且常用的通用匹配及示例說明。
表3 通用匹配及示例說明
4.目標(target)
目標是由規(guī)則指定的操作，對與那些規(guī)則匹配的信息包執(zhí)行這些操作。除了允許用戶定義的目標之外，還有許多可用的目標選項。表4是常用的一些目標及示例說明。
除表4外，還有許多用于建立高級規(guī)則的其它目標，如LOG、REDIRECT、MARK、MIRROR和MASQUERADE等。
表4 目標及示例說明
#p#
應用iptables
與ipchains和ipfwadm不同的是，iptables可以配置有狀態(tài)的防火墻。iptables可以檢測到源地址和目的地址、源端口和目的端口及流入數(shù)據(jù)包的順序，即iptables記住了在現(xiàn)有連接中，哪些數(shù)據(jù)包已經(jīng)被允許接收。這使得暫時性的端口只有在需要時才會被打開，并且會拒絕所有永久性占用端口的請求，大大地加強了安全性。同時，那些被更改了報頭的數(shù)據(jù)包，即使包含有一個被允許的目的地址和端口，也會被檢測到并被丟棄。此外，有狀態(tài)的防火墻能夠指定并記住為發(fā)送或接收信息包所建立連接的狀態(tài)。防火墻可以從信息包的連接跟蹤狀態(tài)獲得該信息。在決定新的信息包過濾時，防火墻所使用的這些狀態(tài)信息可以增加其效率和速度。
1.啟動和停止iptables
下面將正式使用iptables來創(chuàng)建防火墻。啟動和停止iptables的方法取決于所使用的Linux發(fā)行版，可以先查看所使用Linux版本的文檔。
一般情況下，iptables已經(jīng)包含在Linux發(fā)行版中，運行iptables --version來查看系統(tǒng)是否安裝了iptables。在Red Hat 9.0中，安裝的版本是iptables v1.2.7a。如果系統(tǒng)沒有安裝iptables，則可以從http://www.netfilter.org下載。
2.查看規(guī)則集
上面僅對iptables的用法做了一個簡單介紹，使用中可以運行man iptables來查看所有命令和選項的完整介紹，或者運行iptables -help來查看一個快速幫助。要查看系統(tǒng)中現(xiàn)有的iptables規(guī)劃集，可以運行以下命令：
iptables --list
下面是沒有定義規(guī)劃時iptables的樣子：
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
如上例所示，每一個數(shù)據(jù)包都要通過三個內建的鏈(INPUT、OUTPUT和FORWARD)中的一個。
filter是最常用的表，在filter表中最常用的三個目標是ACCEPT、DROP和REJECT。DROP會丟棄數(shù)據(jù)包，不再對其進行任何處理。REJECT會把出錯信息傳送至發(fā)送數(shù)據(jù)包的主機。
圖1 Red Hat 9.0中安全設置的GUI工具
在Red Hat 9.0中，提供一個GUI程序來讓用戶對系統(tǒng)的安裝級別進行簡單的配置。該工具的啟動方法是：主選單→系統(tǒng)設置→安全工具(如圖1所示)。在此將安全級別設為“高級”，并選擇使用默認的防火墻規(guī)則。點擊確定后，再用iptables -list顯示，發(fā)現(xiàn)iptables與沒有定義規(guī)則前已經(jīng)有很大不同，如下所示：
[root@workstation root]# iptables --list
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
RH-Lokkit-0-50-INPUT all -- anywhere anywhere
Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
RH-Lokkit-0-50-INPUT all -- anywhere anywhere
Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
......
現(xiàn)實中一般不使用這個GUI工具，因為它的功能有限，也不夠透明。相比較而言，SuSE 9.0中相應的配置工具要好得多，它可以在GUI下對防火墻進行更加細化的配置(比如增加了IP轉發(fā)和偽裝等功能的配置)。盡管這樣，一般還是自己來增加和刪除規(guī)則。
圖2 SuSE 9.0中YaST配置工具中的防火墻設置
3.增加規(guī)則
本例中的規(guī)則將會阻止來自某一特定IP范圍內的數(shù)據(jù)包，因為該IP地址范圍被管理員懷疑有大量惡意攻擊者在活動：
- # iptables -t filter -A INPUT -s 123.456.789.0/24 -j DROP
也可以很輕易地阻止所有流向攻擊者IP地址的數(shù)據(jù)包，該命令稍有不同：
- # iptables -t filter -A OUTPUT -d 123.456.789.0/24 -j DROP
注意這里的A選項，如前所述，使用它說明是給現(xiàn)有的鏈添加規(guī)則。
4.刪除規(guī)則
網(wǎng)絡上的惡意攻擊者總是在變化的，因此需要不斷改變IP。假設一個網(wǎng)上攻擊者轉移到新的IP地址，而其老的IP地址被分配給一些清白的用戶，那么這時這些用戶的數(shù)據(jù)包將無法通過你的網(wǎng)絡。這種情況下，可以使用帶-D選項的命令來刪除現(xiàn)有的規(guī)則：
- # iptables -t filter -D OUTPUT -d 123.456.789.0/24 -j DROP
5.缺省的策略
創(chuàng)建一個具有很好靈活性、可以抵御各種意外事件的規(guī)則需要大量的時間。對于那些沒有時間這樣做的人，最基本的原則是“先拒絕所有的數(shù)據(jù)包，然后再允許需要的”。下面來為每一個鏈設置缺省的規(guī)則：
- # iptables -P INPUT DROP
- # iptables -P FORWARD DROP
- # iptables -P OUTPUT ACCEPT
這里選項-P用于設置鏈的策略，只有三個內建的鏈才有策略。這些策略可以讓信息毫無限制地流出，但不允許信息流入。很多時候需要接收外部信息，則可使用以下命令：
- # iptables -t filter -A INPUT -s 123.456.789.0/24 -j ACCEPT
6.SYN的使用
不能關閉所有端口，也不能只指定某些端口處于打開狀態(tài)，那么怎樣才能設置一個有效的規(guī)則，既可以允許普通用戶正常通過，又可以阻止惡意攻擊者訪問網(wǎng)絡呢?
剛開始使用iptables的人可以充分利用syn標識來阻止那些未經(jīng)授權的訪問。iptables只檢測數(shù)據(jù)包的報頭，事實上，除iptables以外，很多其它有用的數(shù)據(jù)包分析都是基于報頭的。比如，在進行Web沖浪時，一個請求從你的PC發(fā)送至其它地方的Web服務器上，該服務器會響應請求并發(fā)回一個數(shù)據(jù)包，同時得到你系統(tǒng)上的一個臨時端口。與響應請求不同的是，服務器并不關心所傳送的內容。可以利用這種特點來設置規(guī)則，讓它阻止所有沒有經(jīng)過你系統(tǒng)授權的TCP連接：
- # iptables -t filter -A INPUT -i eth0 -p tcp --syn -j DROP
這里的-i指的是網(wǎng)卡，-p則是指協(xié)議，--syn則表示帶有syn標識設置的TCP數(shù)據(jù)包。SYN用于初始化一個TCP連接，如果自己機器上沒有運行任何服務器，別人也就不會向你發(fā)送SYN數(shù)據(jù)包。
7.有狀態(tài)的數(shù)據(jù)包的檢測
前邊的例子把每一個數(shù)據(jù)包看成是獨立的，而不是相互關聯(lián)的，依靠的是數(shù)據(jù)包的頭信息。iptables會檢查數(shù)據(jù)包的源和目的IP地址、源和目的端口、流入數(shù)據(jù)包的順序號、TCP先后順序的信息及頭標記(SYN、ACK、FIN、RST等)的狀態(tài)，即它會跟蹤整個連接會話，從而使整個過濾過程是相互關聯(lián)的。
8.共享一個Internet連接
網(wǎng)絡地址翻譯和IP偽裝都可以實現(xiàn)多臺主機共享一個Internet連接，這個局域網(wǎng)可以是Linux和Windows系統(tǒng)組成的多系統(tǒng)局域網(wǎng)。假設現(xiàn)在有一臺機器，配有兩個網(wǎng)卡，其中eth0為“公共”網(wǎng)卡，eth1為“私有”網(wǎng)卡，即eth0被分配了一個靜態(tài)的、可路由的IP地址，而eth1被分配了一個私有的、不能路由的IP，該IP是屬于該局域網(wǎng)子網(wǎng)的。要實現(xiàn)上述功能，需要向nat和filter表中添加一些鏈：
- # iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE
- # iptables -t filter -A FORWARD -i eth0 -o eth1 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
- # iptables -t filter -A FORWARD -i eth1 -o eth0 -j ACCEPT
這顯示了有狀態(tài)的數(shù)據(jù)包檢測的價值。請注意，這里是如何實現(xiàn)流入數(shù)據(jù)包只有在屬于一個已經(jīng)存在的連接時才被允許，而所有來自局域網(wǎng)內流向外的數(shù)據(jù)包則都允許通過。第一條規(guī)則讓所有流出的信息看起來都是來自防火墻機器的，而并不會顯示出防火墻后面還有一個局域網(wǎng)。
下面的命令為FORWARD和POSTROUTING鏈設置缺省的策略，在使用偽裝時，有一個缺省的POSTROUTING DROP策略非常重要，否則就可能有心懷惡意的用戶突破網(wǎng)關后偽裝自己的身份。
- # iptables -t filter -P FORWARD DROP
- # iptables -t nat -P POSTROUTING DROP
下面的命令為撥號連接設置，它可以動態(tài)地分配IP地址：
- # iptables -t nat -A POSTROUTING -o ppp0 -j MASQUERADE
9.運行服務器時的情況
有時也會把服務器放置在防火墻后面，這時iptables就需要知道從哪兒通過數(shù)據(jù)包，設置如下所示：
- # iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p tcp -dport 80 -j DNAT -to 192.168.0.10:80
- # iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p tcp -dport 25 -j DNAT -to 192.168.0.11:25
10.規(guī)則的保存
到現(xiàn)在為止，所有的例子都是在命令行中進行的。在測試新的規(guī)則時，這是一種很好的方式，但一旦測試結果令人滿意，就可以將它們保存為腳本?？梢允褂?iptables-save 命令來實現(xiàn)：
$ iptables-save > iptables-script
信息包過濾表中的所有規(guī)則都被保存在文件iptables-script中。無論何時再次引導系統(tǒng)，都可以使用iptables-restore命令將規(guī)則集從該腳本文件恢復到信息包過濾表。恢復命令如下所示：
$ iptables-restore iptables-script
如果愿意在每次引導系統(tǒng)時自動恢復該規(guī)則集，則可以將上面指定的這條命令放到任何一個初始化Shell腳本中。
下面的例子并不是一個完整的腳本，它只是描述了如何使用變量及提供了一些附加的規(guī)則樣例。
#!/bin/sh
#為變量賦值
IPTABLES=/sbin/iptables
LAN_NET="192.168.1.0/24"
IFACE= "eth0"
LO_IFACE="lo"
LO_IP="127.0.0.1"
#加載所需的內核
/sbin/modprobe ip_conntrack
/sbin/modprobe iptable_nat
#缺省情況下，IP轉發(fā)都處于不可用狀態(tài)，將其設置為可用狀態(tài)：
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
#使IP的動態(tài)分配功能可用
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_dynaddr
#每次重啟這個腳本時，最好清除以前所設的規(guī)則
- $IPTABLES -P INPUT DROP
- $IPTABLES -F INPUT
- $IPTABLES -P OUTPUT ACCEPT
- $IPTABLES -F OUTPUT
- $IPTABLES -P FORWARD DROP
- $IPTABLES -F FORWARD
- $IPTABLES -F -t nat
#只允許在LAN中使用SSH連接
$IPTABLES -A INPUT -s LAN_NET -p tcp --destination-port ssh -j ACCEPT
#允許loopback!
$IPTABLES -A INPUT -i lo -p all -j ACCEPT
$IPTABLES -A OUTPUT -o lo -p all -j ACCEPT
#丟棄那些流入的宣稱是來自本地機器的數(shù)據(jù)包
#丟棄那些流出的不是出自本地機的數(shù)據(jù)包
$IPTABLES -A INPUT -i $IFACE -s $LAN_NET -j DROP
$IPTABLES -A OUTPUT -o $IFACE -s ! $LAN_NET -j DROP
#限制一些流出的信息
$IPTABLES -A OUTPUT -o eth0 -p tcp -dport 31337 -j DROP
$IPTABLES -A OUTPUT -o eth0 -p tcp -sport 31337 -j DROP
#此外，31335、27444、27665、20034 NetBus、9704、137-139(smb)端口也應被禁止。
通過文章，我們可以知道一套使用netfilter/iptables完整的配置和構建防火墻的具體步驟，希望大家能感興趣！
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