如何利用netfilter/iptables構(gòu)建防火墻
利用netfilter和iptables構(gòu)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(duì)于Internet上的系統(tǒng)，不管是什么情況都要明確一點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)是不安全的。因此，雖然創(chuàng)建一個(gè)防火墻并不能保證系統(tǒng)100%安全，但卻是絕對(duì)必要的。Linux提供了一個(gè)非常優(yōu)秀的防火墻工具—netfilter/iptables。它完全免費(fèi)、功能強(qiáng)大、使用靈活、可以對(duì)流入和流出的信息進(jìn)行細(xì)化控制，且可以在一臺(tái)低配置機(jī)器上很好地運(yùn)行。本文將簡單介紹使用netfilter/iptables實(shí)現(xiàn)防火墻架設(shè)和Internet連接共享等應(yīng)用。
netfilter/iptabels應(yīng)用程序，被認(rèn)為是Linux中實(shí)現(xiàn)包過濾功能的第四代應(yīng)用程序。netfilter/iptables包含在2.4以后的內(nèi)核中，它可以實(shí)現(xiàn)防火墻、NAT(網(wǎng)絡(luò)地址翻譯)和數(shù)據(jù)包的分割等功能。netfilter工作在內(nèi)核內(nèi)部，而iptables則是讓用戶定義規(guī)則集的表結(jié)構(gòu)。netfilter/iptables從ipchains和ipwadfm(IP防火墻管理)演化而來，功能更加強(qiáng)大。下文將netfilter/iptabels統(tǒng)一稱為iptables。
可以用iptables為Unix、Linux和BSD個(gè)人工作站創(chuàng)建一個(gè)防火墻，也可以為一個(gè)子網(wǎng)創(chuàng)建防火墻以保護(hù)其它的系統(tǒng)平臺(tái)。iptales只讀取數(shù)據(jù)包頭，不會(huì)給信息流增加負(fù)擔(dān)，也無需進(jìn)行驗(yàn)證。要想獲得更好的安全性，可以將其和一個(gè)代理服務(wù)器(比如squid)相結(jié)合。
基本概念
典型的防火墻設(shè)置有兩個(gè)網(wǎng)卡：一個(gè)流入，一個(gè)流出。iptables讀取流入和流出數(shù)據(jù)包的報(bào)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(gè)網(wǎng)卡轉(zhuǎn)發(fā)至另一個(gè)網(wǎng)卡，對(duì)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(guān)對(duì)來自某個(gè)源地址、到某個(gè)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(nèi)核空間特定信息包過濾表內(nèi)的鏈中。關(guān)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(xiàng)允許使用標(biāo)準(zhǔn)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(gè)可用的表選項(xiàng)：filter、nat和mangle。該選項(xiàng)不是必需的，如果未指定，則filter作為缺省表。各表實(shí)現(xiàn)的功能如表1所示。
表1 三種表實(shí)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(yīng)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(biāo)(target)
目標(biāo)是由規(guī)則指定的操作，對(duì)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(biāo)之外，還有許多可用的目標(biāo)選項(xiàng)。表4是常用的一些目標(biāo)及示例說明。
除表4外，還有許多用于建立高級(jí)規(guī)則的其它目標(biāo)，如LOG、REDIRECT、MARK、MIRROR和MASQUERADE等。
表4 目標(biāo)及示例說明
#p#
應(yīng)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(shí)性的端口只有在需要時(shí)才會(huì)被打開，并且會(huì)拒絕所有永久性占用端口的請(qǐng)求，大大地加強(qiáng)了安全性。同時(shí)，那些被更改了報(bào)頭的數(shù)據(jù)包，即使包含有一個(gè)被允許的目的地址和端口，也會(huì)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(shí)，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(dòng)和停止iptables
下面將正式使用iptables來創(chuàng)建防火墻。啟動(dòng)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(yùn)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(duì)iptables的用法做了一個(gè)簡單介紹，使用中可以運(yùn)行man iptables來查看所有命令和選項(xiàng)的完整介紹，或者運(yùn)行iptables -help來查看一個(gè)快速幫助。要查看系統(tǒng)中現(xiàn)有的iptables規(guī)劃集，可以運(yùn)行以下命令：
iptables --list
下面是沒有定義規(guī)劃時(shí)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(gè)數(shù)據(jù)包都要通過三個(gè)內(nèi)建的鏈(INPUT、OUTPUT和FORWARD)中的一個(gè)。
filter是最常用的表，在filter表中最常用的三個(gè)目標(biāo)是ACCEPT、DROP和REJECT。DROP會(huì)丟棄數(shù)據(jù)包，不再對(duì)其進(jìn)行任何處理。REJECT會(huì)把出錯(cuò)信息傳送至發(fā)送數(shù)據(jù)包的主機(jī)。
圖1 Red Hat 9.0中安全設(shè)置的GUI工具
在Red Hat 9.0中，提供一個(gè)GUI程序來讓用戶對(duì)系統(tǒng)的安裝級(jí)別進(jìn)行簡單的配置。該工具的啟動(dòng)方法是：主選單→系統(tǒng)設(shè)置→安全工具(如圖1所示)。在此將安全級(jí)別設(shè)為“高級(jí)”，并選擇使用默認(rèn)的防火墻規(guī)則。點(diǎn)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(shí)中一般不使用這個(gè)GUI工具，因?yàn)樗墓δ苡邢?，也不夠透明。相比較而言，SuSE 9.0中相應(yīng)的配置工具要好得多，它可以在GUI下對(duì)防火墻進(jìn)行更加細(xì)化的配置(比如增加了IP轉(zhuǎn)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(shè)置
3.增加規(guī)則
本例中的規(guī)則將會(huì)阻止來自某一特定IP范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)包，因?yàn)樵揑P地址范圍被管理員懷疑有大量惡意攻擊者在活動(dòng)：
- # 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(xiàng)，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(luò)上的惡意攻擊者總是在變化的，因此需要不斷改變IP。假設(shè)一個(gè)網(wǎng)上攻擊者轉(zhuǎn)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(shí)這些用戶的數(shù)據(jù)包將無法通過你的網(wǎng)絡(luò)。這種情況下，可以使用帶-D選項(xiàng)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(gè)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(shí)間。對(duì)于那些沒有時(shí)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(gè)鏈設(shè)置缺省的規(guī)則：
- # iptables -P INPUT DROP
- # iptables -P FORWARD DROP
- # iptables -P OUTPUT ACCEPT
這里選項(xiàng)-P用于設(shè)置鏈的策略，只有三個(gè)內(nèi)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(shí)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(guān)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(shè)置一個(gè)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(luò)呢?
剛開始使用iptables的人可以充分利用syn標(biāo)識(shí)來阻止那些未經(jīng)授權(quán)的訪問。iptables只檢測數(shù)據(jù)包的報(bào)頭，事實(shí)上，除iptables以外，很多其它有用的數(shù)據(jù)包分析都是基于報(bào)頭的。比如，在進(jìn)行Web沖浪時(shí)，一個(gè)請(qǐng)求從你的PC發(fā)送至其它地方的Web服務(wù)器上，該服務(wù)器會(huì)響應(yīng)請(qǐng)求并發(fā)回一個(gè)數(shù)據(jù)包，同時(shí)得到你系統(tǒng)上的一個(gè)臨時(shí)端口。與響應(yīng)請(qǐng)求不同的是，服務(wù)器并不關(guān)心所傳送的內(nèi)容。可以利用這種特點(diǎn)來設(shè)置規(guī)則，讓它阻止所有沒有經(jīng)過你系統(tǒng)授權(quán)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(biāo)識(shí)設(shè)置的TCP數(shù)據(jù)包。SYN用于初始化一個(gè)TCP連接，如果自己機(jī)器上沒有運(yùn)行任何服務(wù)器，別人也就不會(huì)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(gè)數(shù)據(jù)包看成是獨(dú)立的，而不是相互關(guān)聯(lián)的，依靠的是數(shù)據(jù)包的頭信息。iptables會(huì)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(hào)、TCP先后順序的信息及頭標(biāo)記(SYN、ACK、FIN、RST等)的狀態(tài)，即它會(huì)跟蹤整個(gè)連接會(huì)話，從而使整個(gè)過濾過程是相互關(guān)聯(lián)的。
8.共享一個(gè)Internet連接
網(wǎng)絡(luò)地址翻譯和IP偽裝都可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)主機(jī)共享一個(gè)Internet連接，這個(gè)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(shè)現(xiàn)在有一臺(tái)機(jī)器，配有兩個(gè)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(gè)靜態(tài)的、可路由的IP地址，而eth1被分配了一個(gè)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(shí)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(jià)值。請(qǐng)注意，這里是如何實(shí)現(xiàn)流入數(shù)據(jù)包只有在屬于一個(gè)已經(jīng)存在的連接時(shí)才被允許，而所有來自局域網(wǎng)內(nèi)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(jī)器的，而并不會(huì)顯示出防火墻后面還有一個(gè)局域網(wǎng)。
下面的命令為FORWARD和POSTROUTING鏈設(shè)置缺省的策略，在使用偽裝時(shí)，有一個(gè)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(guān)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(hào)連接設(shè)置，它可以動(dòng)態(tài)地分配IP地址：
- # iptables -t nat -A POSTROUTING -o ppp0 -j MASQUERADE
9.運(yùn)行服務(wù)器時(shí)的情況
有時(shí)也會(huì)把服務(wù)器放置在防火墻后面，這時(shí)iptables就需要知道從哪兒通過數(shù)據(jù)包，設(shè)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(jìn)行的。在測試新的規(guī)則時(shí)，這是一種很好的方式，但一旦測試結(jié)果令人滿意，就可以將它們保存為腳本。可以使用 iptables-save 命令來實(shí)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(shí)再次引導(dǎo)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(fù)到信息包過濾表?；謴?fù)命令如下所示：
$ iptables-restore iptables-script
如果愿意在每次引導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)自動(dòng)恢復(fù)該規(guī)則集，則可以將上面指定的這條命令放到任何一個(gè)初始化Shell腳本中。
下面的例子并不是一個(gè)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(nèi)核
/sbin/modprobe ip_conntrack
/sbin/modprobe iptable_nat
#缺省情況下，IP轉(zhuǎn)發(fā)都處于不可用狀態(tài)，將其設(shè)置為可用狀態(tài)：
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
#使IP的動(dòng)態(tài)分配功能可用
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_dynaddr
#每次重啟這個(gè)腳本時(shí)，最好清除以前所設(shè)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(jī)器的數(shù)據(jù)包
#丟棄那些流出的不是出自本地機(jī)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(yīng)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(gòu)建防火墻的具體步驟，希望大家能感興趣！
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