iptables 深度详解

iptables 是 Linux 中比较底层的网络服务，它控制了 Linux 系统中的网络操作，在 CentOS 中的 firewalld 和 Ubuntu 中的 ufw 都是在 iptables 之上构建的，只为了简化 iptables 的操作，因此，对于学习了解 iptables 对我们了解 firewalld 和 ufw 的工作机制都是很有益处，当然，这里提一句，firewalld 和 ufw 不仅仅是对 iptables 上层封装那么简单，还有 ipv6 支持等功能。同时，iptables 不仅仅是防火墙这么简单，它基本上能实现你在 linux 上对于网络的所有需求，例如我曾经就使用过 iptables 构建过一个简单的 ap，用到的原理就是 iptables 的转发功能，更多关于 iptables 的功能让我在下面给你介绍。

Iptables 总览

在描述 iptables 的各种功能之前，先看一张 iptables 的网络图：

可以发现，iptables 在网络流中有四个 table，分别是：nat、filter、raw 和 mangle 此外，还有五条链，分别是：INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING 以及 POSTROUTING

Iptables 解析

数据流走向

1. 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判断是否需要转发出去。
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。

规则、表和链

1. 规则（rules）

   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。

2. 链（chains）

   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。

3. 表（tables）

   表（tables）提供特定的功能，iptables内置了4个表，即raw表、filter表、nat表和mangle表，分别用于实现包过滤，网络地址转换和包重构的功能。

   1. RAW表 只使用在PREROUTING链和OUTPUT链上,因为优先级最高，从而可以对收到的数据包在连接跟踪前进行处理。一但用户使用了RAW表,在 某个链上,RAW表处理完后,将跳过NAT表和 ip_conntrack处理,即不再做地址转换和数据包的链接跟踪处理了.

   2. filter表 主要用于过滤数据包，该表根据系统管理员预定义的一组规则过滤符合条件的数据包。对于防火墙而言，主要利用在filter表中指定的规则来实现对数据包的过滤。Filter表是默认的表，如果没有指定哪个表，iptables 就默认使用filter表来执行所有命令，filter表包含了INPUT链（处理进入的数据包），RORWARD链（处理转发的数据包），OUTPUT链（处理本地生成的数据包）在filter表中只能允许对数据包进行接受，丢弃的操作，而无法对数据包进行更改

   3. nat表 主要用于网络地址转换NAT，该表可以实现一对一，一对多，多对多等NAT 工作，iptables就是使用该表实现共享上网的，NAT表包含了PREROUTING链（修改即将到来的数据包），POSTROUTING链（修改即将出去的数据包），OUTPUT链（修改路由之前本地生成的数据包）

   4. mangle表 主要用于对指定数据包进行更改，在内核版本2.4.18 后的linux版本中该表包含的链为：INPUT链（处理进入的数据包），RORWARD链（处理转发的数据包），OUTPUT链（处理本地生成的数据包）POSTROUTING链（修改即将出去的数据包），PREROUTING链（修改即将到来的数据包）

规则表之间的优先顺序

Raw——mangle——nat——filter

规则链之间的优先顺序

1. 第一种情况：入站数据流向

   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。

2. 第二冲情况：转发数据流向

   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。

3. 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。

Iptable 命令

iptables的命令格式较为复杂，一般的格式如下：

1	iptables [-t 表] -命令 匹配 操作

说明

1. -t 表

   表选项用于指定命令应用于哪个iptables内置表。

2. 命令

   命令选项用于指定iptables的执行方式，包括插入规则，删除规则和添加规则，如下表所示

   -P  --policy        <链名>  定义默认策略
   -L  --list          <链名>  查看iptables规则列表
   -A  --append        <链名>  在规则列表的最后增加1条规则
   -I  --insert        <链名>  在指定的位置插入1条规则
   -D  --delete        <链名>  从规则列表中删除1条规则
   -R  --replace       <链名>  替换规则列表中的某条规则
   -F  --flush         <链名>  删除表中所有规则
   -Z  --zero          <链名>  将表中数据包计数器和流量计数器归零
   -X  --delete-chain  <链名>  删除自定义链
   -v  --verbose       <链名>  与-L他命令一起使用显示更多更详细的信息

3. 匹配规则

   匹配选项指定数据包与规则匹配所具有的特征，包括源地址，目的地址，传输协议和端口号，如下表所示

   -i --in-interface    网络接口名>     指定数据包从哪个网络接口进入，
   -o --out-interface   网络接口名>     指定数据包从哪个网络接口输出
   -p ---proto          协议类型        指定数据包匹配的协议，如TCP、UDP和ICMP等
   -s --source          源地址或子网>   指定数据包匹配的源地址
   --sport           源端口号>       指定数据包匹配的源端口号
   --dport           目的端口号>     指定数据包匹配的目的端口号
   -m --match           匹配的模块      指定数据包规则所使用的过滤模块

4. 动作

   前面我们说过iptables处理动作除了 ACCEPT、REJECT、DROP、REDIRECT 、MASQUERADE 以外，还多出 LOG、ULOG、DNAT、RETURN、TOS、SNAT、MIRROR、QUEUE、TTL、MARK等。我们只说明其中最常用的动作：

   • REJECT 拦阻该数据包，并返回数据包通知对方，可以返回的数据包有几个选择：ICMP port-unreachable、ICMP echo-reply 或是tcp-reset（这个数据包包会要求对方关闭联机），进行完此处理动作后，将不再比对其它规则，直接中断过滤程序。 范例如下：

     iptables -A  INPUT -p TCP --dport 22 -j REJECT --reject-with ICMP echo-reply

   • DROP 丢弃数据包不予处理，进行完此处理动作后，将不再比对其它规则，直接中断过滤程序。

   • REDIRECT 将封包重新导向到另一个端口（PNAT），进行完此处理动作后，将会继续比对其它规则。这个功能可以用来实作透明代理 或用来保护web 服务器。例如：

     iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -j REDIRECT--to-ports 8081

   • MASQUERADE 改写封包来源IP为防火墙的IP，可以指定port 对应的范围，进行完此处理动作后，直接跳往下一个规则链（mangle:postrouting）。这个功能与 SNAT 略有不同，当进行IP 伪装时，不需指定要伪装成哪个 IP，IP 会从网卡直接读取，当使用拨接连线时，IP 通常是由 ISP 公司的 DHCP服务器指派的，这个时候 MASQUERADE 特别有用。范例如下：

     iptables -t nat -A POSTROUTING -p TCP -j MASQUERADE --to-ports 21000-31000

   • LOG 将数据包相关信息纪录在 /var/log 中，详细位置请查阅 /etc/syslog.conf 配置文件，进行完此处理动作后，将会继续比对其它规则。例如：

     iptables -A INPUT -p tcp -j LOG --log-prefix "input packet"

   • SNAT 改写封包来源 IP 为某特定 IP 或 IP 范围，可以指定 port 对应的范围，进行完此处理动作后，将直接跳往下一个规则炼（mangle:postrouting）。范例如下：

     iptables -t nat -A POSTROUTING -p tcp-o eth0 -j SNAT --to-source 192.168.10.15-192.168.10.160:2100-3200

   • DNAT 改写数据包包目的地 IP 为某特定 IP 或 IP 范围，可以指定 port 对应的范围，进行完此处理动作后，将会直接跳往下一个规则链（filter:input 或 filter:forward）。范例如下：

     iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp -d 15.45.23.67 --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.10.1-192.168.10.10:80-100

   • MIRROR 镜像数据包，也就是将来源 IP与目的地IP对调后，将数据包返回，进行完此处理动作后，将会中断过滤程序。

   • QUEUE 中断过滤程序，将封包放入队列，交给其它程序处理。透过自行开发的处理程序，可以进行其它应用，例如：计算联机费用.......等。

   • RETURN 结束在目前规则链中的过滤程序，返回主规则链继续过滤，如果把自订规则炼看成是一个子程序，那么这个动作，就相当于提早结束子程序并返回到主程序中。

   • MARK 将封包标上某个代号，以便提供作为后续过滤的条件判断依据，进行完此处理动作后，将会继续比对其它规则。范例如下：

     iptables -t mangle -A PREROUTING -p tcp --dport 22 -j MARK --set-mark 22

常用的 iptables 命令

1. 查看防火墙的状态

   # iptables -L -n -v --line-numbers
   

   　　

2. 启动/停止/重启防火墙

   # service iptables stop
   # service iptables start
   # service iptables restart
   

   　　

3. list 查看规则

   # iptables -L INPUT -n --line-numbers
   # iptables -L OUTPUT -n --line-numbers
   # iptables -L OUTPUT -n --line-numbers | less
   # iptables -L OUTPUT -n --line-numbers | grep 202.54.1.1

4. 插入一条规则

   # iptables -I INPUT 2 -s 202.54.1.2 -j DROP

5. 保存防火墙规则

   # service iptables save

6. 加载防火墙规则

   # iptables-restore < /root/my.active.firewall.rules

7. 删除公共接口上的私有地址

   # iptables -A INPUT -i eth1 -s 192.168.0.0/24 -j DROP
   # iptables -A INPUT -i eth1 -s 10.0.0.0/8 -j DROP

8. 屏蔽 ip 地址

   # iptables -A INPUT -s 1.2.3.4 -j DROP
   # iptables -A INPUT -s 192.168.0.0/24 -j DROP

9. 屏蔽入站端口

   # iptables -A INPUT -p tcp -s 1.2.3.4 --dport 80 -j DROP
   # iptables -A INPUT -i eth1 -p tcp -s 192.168.1.0/24 --dport 80 -j DROP

10. 屏蔽出站ip

    # iptables -A OUTPUT -d 192.168.1.0/24 -j DROP
    # iptables -A OUTPUT -o eth1 -d 192.168.1.0/24 -j DROP

11. 记录并删除包

    # iptables -A INPUT -i eth1 -s 10.0.0.0/8 -j LOG --log-prefix "IP_SPOOF A: "
    # iptables -A INPUT -i eth1 -s 10.0.0.0/8 -j DROP

12. 通过 mac 地址过滤数据

    # iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:0F:EA:91:04:08 -j DROP
    ## *only accept traffic for TCP port # 8080 from mac 00:0F:EA:91:04:07 * ##
    # iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 22 -m mac --mac-source 00:0F:EA:91:04:07 -j ACCEPT

13. 过滤 ICMP ping 请求

    # iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j DROP
    # iptables -A INPUT -i eth1 -p icmp --icmp-type echo-request -j DROP
    

    　　

14. 开启范围端口

    iptables -A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 7000:7010 -j ACCEPT
    

    　　

15. 开启范围 ip

    iptables -A INPUT -p tcp --destination-port 80 -m iprange --src-range 192.168.1.100-192.168.1.200 -j ACCEPT
    

    　　

16. 删除规则

    如果想要删除一条规则，那么可以直接使用序号，例如 INPUT 的第 4 条可以直接这么删除

    iptables -D INPUT 4