Linux中iptables的原理

iptables简介
   netfilter/iptables(简称为iptables)组成Linux平台下的包过滤防火墙,与大多数的Linux软件一样,这个包过滤防火墙是免费的,它可以代替昂贵的商业防火墙解决方案,完成封包过滤、封包重定向和网络地址转换(NAT)等功能。

iptables基础

  规则(rules)其实就是网络管理员预定义的条件,规则一般的定义为“如果数据包头符合这样的条件,就这样处理这个数据包”。规则存储在内核空间的信息包过滤表中,这些规则分别指定了源地址、目的地址、传输协议(如TCP、UDP、ICMP)和服务类型(如HTTP、FTP和SMTP)等。当数据包与规则匹配时,iptables就根据规则所定义的方法来处理这些数据包,如放行(accept)、拒绝(reject)和丢弃(drop)等。配置防火墙的主要工作就是添加、修改和删除这些规则。

iptables和netfilter的关系:
  这是第一个要说的地方,Iptables和netfilter的关系是一个很容易让人搞不清的问题。很多的知道iptables却不知道netfilter。其实iptables只是Linux防火墙的管理工具而已,位于/sbin/iptables。真正实现防火墙功能的是netfilter,它是Linux内核中实现包过滤的内部结构。

iptables传输数据包的过程
 ① 当一个数据包进入网卡时,它首先进入PREROUTING链,内核根据数据包目的IP判断是否需要转送出去。
 ② 如果数据包就是进入本机的,它就会沿着图向下移动,到达INPUT链。数据包到了INPUT链后,任何进程都会收到它。本机上运行的程序可以发送数据包,这些数据包会经过OUTPUT链,然后到达POSTROUTING链输出。
 ③ 如果数据包是要转发出去的,且内核允许转发,数据包就会如图所示向右移动,经过FORWARD链,然后到达POSTROUTING链输出。
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iptables的规则表和链:
   表(tables)提供特定的功能,iptables内置了4个表,即filter表、nat表、mangle表和raw表,分别用于实现包过滤,网络地址转换、包重构(修改)和数据跟踪处理。

  链(chains)是数据包传播的路径,每一条链其实就是众多规则中的一个检查清单,每一条链中可以有一条或数条规则。当一个数据包到达一个链时,iptables就会从链中第一条规则开始检查,看该数据包是否满足规则所定义的条件。如果满足,系统就会根据该条规则所定义的方法处理该数据包;否则iptables将继续检查下一条规则,如果该数据包不符合链中任一条规则,iptables就会根据该链预先定义的默认策略来处理数据包。

  Iptables采用“表”和“链”的分层结构。在REHL4中是三张表五个链。现在REHL5成了四张表五个链了,不过多出来的那个表用的也不太多,所以基本还是和以前一样。下面罗列一下这四张表和五个链。注意一定要明白这些表和链的关系及作用。

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规则表:
1.filter表——三个链:INPUT、FORWARD、OUTPUT
作用:过滤数据包 内核模块:iptables_filter.
2.Nat表——三个链:PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
作用:用于网络地址转换(IP、端口) 内核模块:iptable_nat
3.Mangle表——五个链:PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD
作用:修改数据包的服务类型、TTL、并且可以配置路由实现QOS内核模块:iptable_mangle(别看这个表这么麻烦,咱们设置策略时几乎都不会用到它)
4.Raw表——两个链:OUTPUT、PREROUTING
作用:决定数据包是否被状态跟踪机制处理 内核模块:iptable_raw
(这个是REHL4没有的,不过不用怕,用的不多)

规则链:

  1. INPUT——进来的数据包应用此规则链中的策略
  2. OUTPUT——外出的数据包应用此规则链中的策略
  3. FORWARD——转发数据包时应用此规则链中的策略
  4. PREROUTING——对数据包作路由选择前应用此链中的规则 (记住!所有的数据包进来的时侯都先由这个链处理)
  5. POSTROUTING——对数据包作路由选择后应用此链中的规则 (所有的数据包出来的时侯都先由这个链处理)

规则表之间的优先顺序:
Raw——mangle——nat——filter
规则链之间的优先顺序(分三种情况):

第一种情况:入站数据流向

    全角的空格从外界到达防火墙的数据包,先被PREROUTING规则链处理(是否修改数据包地址等),之后会进行路由选择(判断该数据包应该发往何处),如果数据包的目标主机是防火墙本机(比如说Internet用户访问防火墙主机中的web服务器的数据包),那么内核将其传给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(比如Apache服务器)进行响应。

第二冲情况:转发数据流向

    全角的空格来自外界的数据包到达防火墙后,首先被PREROUTING规则链处理,之后会进行路由选择,如果数据包的目标地址是其它外部地址(比如局域网用户通过网关访问QQ站点的数据包),则内核将其传递给FORWARD链进行处理(是否转发或拦截),然后再交给POSTROUTING规则链(是否修改数据包的地址等)进行处理。

第三种情况:出站数据流向
   防火墙本机向外部地址发送的数据包(比如在防火墙主机中测试公网DNS服务器时),首先被OUTPUT规则链处理,之后进行路由选择,然后传递给POSTROUTING规则链(是否修改数据包的地址等)进行处理。
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1.SNAT基于原地址的转换
基于原地址的转换一般用在我们的许多内网用户通过一个外网的口上网的时候,这时我们将我们内网的地址转换为一个外网的IP,我们就可以实现连接其他外网IP的功能。
所以我们在iptables中就要定义到底如何转换:
定义的样式:
比如我们现在要将所有192.168.10.0网段的IP在经过的时候全都转换成172.16.100.1这个假设出来的外网地址:

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.10.0/24 -j SNAT --to-source 172.16.100.1

这样,只要是来自本地网络的试图通过网卡访问网络的,都会被统统转换成172.16.100.1这个IP.
那么,如果172.16.100.1不是固定的怎么办?
我们都知道当我们使用联通或者电信上网的时候,一般它都会在每次你开机的时候随机生成一个外网的IP,意思就是外网地址是动态变换的。这时我们就要将外网地址换成 MASQUERADE(动态伪装):它可以实现自动寻找到外网地址,而自动将其改为正确的外网地址。所以,我们就需要这样设置:

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.10.0/24 -j MASQUERADE

这里要注意:地址伪装并不适用于所有的地方。

2.DNAT目标地址转换
对于目标地址转换,数据流向是从外向内的,外面的是客户端,里面的是服务器端通过目标地址转换,我们可以让外面的ip通过我们对外的外网ip来访问我们服务器不同的服务器,而我们的服务却放在内网服务器的不同的服务器上。

如何做目标地址转换呢?:

iptables -t nat -A PREROUTING -d 192.168.10.18 -p tcp --dport 80 -j DNAT --todestination 172.16.100.2

目标地址转换要做在到达网卡之前进行转换,所以要做在PREROUTING这个位置上

NAT表:

NAT我们一般用来做企业共享上网或外网端口映射。我们现在的笔记本和虚拟机都是192.168.30.0/24,就是出网的时候被我们企业路由器把源地址改成了公网地址了。
那么Linux如何做共享上网的呢?比如一个内网的10.1.1.11的pc访问www.baidu.com的一个web服务器,linux的内网接口10.1.1.1在收到这个包之后把原来的PC的 ip10.1.1.11改变为公网IP的合法地址然后送出,同时在自己的ip_conntrack表里面做一个记录,记住是内网的哪一个ip的哪个端口访问的这个web服务器,自己把它的源地址改成多少了,端口改成多少了,以便这个web服务器返回数据包的时候linux将它准确的送回给发送请求的这个pc
设置共享上网有两种方式:.
方法1:适合有固定上网地址的:

iptables -t nat -A POSATROUTING -s 192.168.1.0/24 -o eth0 -j SNAT --to-sorce 公网IP

(1)-s 192.168.1.0/24 办公网或IDC内网网段
(2) -o eth0 为网关的外网卡接口
(3) –j SNAT –to-sorce 公网IP 是网关外网卡IP地址
方法2:适合变化外网地址(ADSL)
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -j MASQUEREDE(伪装)
注:MASQUEREDE动态伪装成出网ip。
外部IP映射到内部服务器IP(包括端口):

iptables -t nat -A PREROUTING -d 外网IP -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.1.8:9

使规则永久生效
当你删除、添加规则后,这些更改并不能永久生效,这些规则很有可能在系统重启后恢复原样。为了让配置永久生效,根据平台的不同,具体操作也不同。下面进行简单介绍:
1.Ubuntu
首先,保存现有的规则:

iptables-save > /etc/iptables.rules

然后新建一个bash脚本,并保存到 /etc/network/if-pre-up.d/目录下:

#!/bin/bash 
iptables-restore < /etc/iptables.rules

这样,每次系统重启后iptables规则都会被自动加载。
!注意:不要尝试在.bashrc或者.profile中执行以上命令,因为用户通常不是root,而且这只能在登录时加载iptables规则。
2.CentOS, RedHat
保存iptables规则

service iptables save

重启iptables服务

service iptables stop
service iptables start

查看当前规则:

cat  /etc/sysconfig/iptables

再来一些常用的命令:
https://www.cnblogs.com/sunziying/p/6599338.html

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转载自blog.csdn.net/Akeron/article/details/78545753