Linux防火墙——iptables、SNAT与DNAT的应用

一、iptables

1.1 Linux包过滤防火墙简述

  • netfilter
  1. 位于Linux内核中的包过滤功能体系
  2. 称为Linux防火墙的“内核态”
  • iptables
  1. 位于/sbin/iptables,用来管理防火墙规则的工具
  2. 称为Linux防火墙的“用户态”

1.2 iptables的表、链结构

  • 规则链
  1. 规则的作用:对数据包进行过滤或处理
  2. 链的作用:容纳各种防火墙规则
  3. 链的分类依据:处理数据包的不同时机
  • 默认包括5中规则链
  1. INPUT:处理入站数据包
  2. OUTPUT:处理出站数据包
  3. FORWARD:处理转发数据包
  4. POSTROUTING:在进行路由选择后处理数据包
  5. PREROUTING:在进行路由选择前处理数据包
  • 规则表
  1. 表的作用:容纳各种规则链
  2. 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
  1. raw表:确定是否对该数据包进行状态跟踪
  2. mangle表:为数据包设置标记
  3. nat表:修改数据包中的源、目标IP地址或端口
  4. filter表:确定是否放行该数据包(过滤)

1.3 数据包控制的匹配流程

  • 规则表之间的顺序

raw→mangle→nat→filter

  • 规则链之间的顺序
  1. 入站:PREROUTING→INPUT
  2. 出站:OUTPUT→POSTROUTING
  3. 转发:PREROUTING→FORWARD→POSTROUTING
  • 规则链内的匹配顺序
  1. 按顺序一次检查,匹配即停止(LOG策略例外)
  2. 若找不到相匹配的规则,则按该链的默认策略处理

二、编写防火墙规则

2.1 基本语法、控制类型

语法:

iptables [-t 表名] 选项 [链名] [条件] [-j 控制类型]

例:

iptables -t filter -I INPUT -p icmp -j REJECT
  • 注意事项
  1. 不指定表名时,默认指filter表
  2. 不指定链名时,默认指表内的所有链
  3. 除非设置链的默认策略,否则必须指定匹配条件
  4. 选项、链名、控制类型使用大写字母,其余均为小写
  • 数据包的常见控制类型
  1. ACCEPT:允许通过
  2. DROP:直接丢弃,不给出任何回应
  3. REJECT:拒绝通过,必要时会给出提示
  4. LOG:记录日志信息,然后传给下一跳规则继续匹配

2.2 添加、查看、删除规则

  • 添加新的规则
  1. -A:在链的末尾追加一条规则
  2. -I:在链的开头(或指定序号)插入一条规则

例:

[root@client ~]# iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT
[root@client ~]# iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT
[root@client ~]# iptables -I INPUT 2 -p icmp -j ACCEPT
  • 查看规则表
  1. -L:列出所有的规则条目
  2. -n:以数字形式显示地址、端口等信息
  3. -v:以更详细的方式显示规则信息
  4. –line-numbers:查看规则时,显示规则的序号

例:查看规则列表

[root@client ~]# iptables -n -L INPUT --line-numbers
  • 删除、清空规则
  1. -D:删除链内指定序号(或内容)的一条规则
  2. -F:清空所有的规则

例:

[root@client ~]# iptables -D INPUT 3
[root@client ~]# iptables -n -L INPUT
[root@client ~]# iptables -t nat -F
  • 设置默认策略
  1. -p:为指定的链设置默认规则

例:

[root@client ~]# iptables -t filter -P FORWARD DROP
[root@client ~]# iptables -P OUTPUT ACCEPT

2.3 总结:常见管理选项汇总

类别 选项 用途
添加新的规则 -A 在链的末尾追加一条规则
-I 在链的开头(或指定序号)插入一条规则
查看规则列表 -L 列出所有的规则条目
-N 以数字形式显示地址、端口等信息
-V 以更详细的方式显示规则信息
–line-numbers 查看规则时,显示规则的序号
删除、清空规则 -D 删除链内指定序号(或内容)的一条规则
-F 清空所有的规则
设置默认策略 -P 为指定的链设置默认规则

2.4 规则的匹配条件

  • 通用匹配
  1. 可直接使用,不依赖于其他条件或扩展
  2. 包括网络协议、IP地址、网络接口等条件
  • 隐含匹配
  1. 要求以特定的协议匹配作为前提
  2. 包括端口、TCP标记、ICMP类型等条件
  • 显示匹配
  1. 要求以"-m 扩展模块"的形式明确指出类型
  2. 包括多端口、MAC地址、IP范围、数据包状态等条件
  • 常见的通用匹配条件
  1. 协议匹配:-p 协议名
  2. 地址匹配:-s 源地址、-d目的地址
  3. 接口匹配:-i 入站网卡、-o出站网卡

例:

[root@client ~]# iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
[root@client ~]# iptables -A -FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT

ps:感叹号表示条件取反

[root@client ~]# iptables -A -FORWARD -s 192.168.1.10 -j REJECT
[root@client ~]# iptables -I INPUT -s 10.10.10.0/24 -j DROP
[root@client ~]# iptables -A INPUT -i ens33 -s 192.168.0.0/16 -j DROP
  • 常用的隐含匹配条件
  1. 端口匹配:–sport 源端口、–dport目的端口
  2. ICMP匹配:–icmp-type ICMP类型

例:

[root@client ~]# iptables -A FORWARD -s 192.168.5.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT
[root@client ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
  • 常用的显示匹配条件

1、多端口匹配:-m multiport --sports 源端口列表

​ -m multiport --dports 目的端口列表

2、IP范围匹配:-m iprange --src-range IP范围

3、MAC地址匹配:-m mac --mac-source MAC地址

4、状态匹配:-m state --state 连接状态

例:

[root@client ~]# iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 25,80,110,143 -j ACCEPT
[root@client ~]# iptables -A FORWARD -p tcp -m iprange --src-range 192.168.5.43-192.168.5.46 -j ACCEPT
[root@client ~]# iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:0c:29:c0:55:3f -j DROP

2.5 总结:常用管理选项汇总

类别 条件类型 用法
通用匹配 协议匹配 -p 协议名
地址匹配 -s 源地址、-d 目的地址
接口匹配 -i 入站网卡、-o 出站网卡
隐含匹配 端口匹配 –sport 源端口、–dport 目的端口
ICMP类型匹配 –icm-type ICMP类型
显式匹配 多端口匹配 -m multiport --sports | --dports 端口列表
IP范围匹配 -m iprange --src-range IP范围
MAC地址匹配 -m mac --mac-source MAC地址
状态匹配 -m state --state 连接状态

三、SNAT策略及应用

3.1 SNAT概述

  • SNAT策略的典型应用环境

局域网主机共享单个公网IP地址接入Internet

  • SNAT策略的原理

源地址转换,Source Network Address Translation

修改数据包的源地址

3.2 配置前提条件

  • 局域网各主机正确设置IP地址/子网掩码
  • 局域网各主机正确设置默认网关地址
  • Linux网关支持IP路由转发

实现方法:编写SNAT转换挥规则

[root@client ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -o ens33 -j SNAT --to-source 218.29.30.31

四、SNAT与DNAT实验

  • 实验环境

Centos 7.6、VMware Workstation 15.5

  • 实验准备
  1. 准备三台centos7.6虚拟机,分别作为内网机、防火墙、外网机

  2. 分别在内网机及外网机上安装并开启httpd服务,并清空自身的防火墙规则(作为防火墙的虚拟机也要清除规则!):iptables -F

  3. 将三台虚拟机的网卡调整为VM1(仅主机模式),其中防火墙要添加双网卡

  4. 内网机IP地址为:192.168.100.100

    外网机:12.0.0.12

    防火墙:(内):192.168.100.1

    ​ (外):12.0.0.1

  • 实验步骤:

1、在防火墙机上开启数据转发功能

进入配置文件:vi /etc/sysctl.conf

在末行添加以下内容:net.ipv4.ip_forward=1

使配置立即生效:sysctl -p

2、在作为防火墙的虚拟机上添加如下规则

iptables -t nat -I POSTROUTING -s 192.168.100.100 -o ens36 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

在内网机上访问外网机上的http服务:
aG3DYV.md.png

3、在外网机上查看http服务的访问日志,路径:cat /var/log/httpd/access_log
aG3woq.md.png

可以看出访问的地址发生了变化,已经不是192.168.100.100了,而是12.0.0.1

3、到目前为止外网机还不能直接访问内网机,所以要在防火墙上添加如下规则:

iptables -t nat -I PREROUTING -d 12.0.0.1 -i ens36 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.100.100

aG3BF0.md.png
接着在外网机的浏览器上直接访问地址12.0.0.1,发现已经可以访问了

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