什么是防火墙

  • 防火墙是位于内部网和外部网之间的屏障，它按照系统管理员预先定义好的规则来控制数据包的进出。

分类：

  • 硬件防火墙：由厂商设计好的主机硬件，其操作系统主要以提供数据包数据的过滤机制为主，并去掉不必要的功能

  • 软件防火墙：保护系统网络安全的一套软件（或称为机制），如Netfilter（数据包过滤机制）

Netfilter(数据包过滤)

定义

  • netfilter 是一个工作在 Linux 内核的网络数据包处理框架，用于分析进入主机的网络数据包，将数据包的头部数据（硬件地址，软件地址，TCP、UDP、ICMP等）提取出来进行分析，以决定该连接为放行或拒绝的机制，主要用于分析OSI七层协议的2、3、4层。

Netfilter分析内容：

  • 拒绝让Internet的数据包进入主机的某些端口

  • 拒绝某些来源IP的数据包进入

  • 拒绝让带有某些特殊标志（flag）的数据包进入，如：带有SYN的主动连接标志

  • 分析MAC地址决定是否连接

防火墙无法完成的任务

  • 防火墙并不能杀毒或清除木马程序

  • 防火墙无法阻止来自内部LAN的攻击

iptables 与 firewalld 区别

  • netfilter数据包过滤机制是由linux内核内建的，不同的内核版本使用的设置防火墙策略的软件不一样，从红帽7系统开始firewalld服务取代了iptables服务

  • iptables 与 firewalld都不是真正的防火墙，它们都只是用来定义防火墙策略的防火墙管理工具而已，即只是一种服务，而真正使用规则干活的是内核的netfilter

  • 总之，当前Linux 系统中存在多个防火墙管理工具，旨在方便运维人员管理 Linux 系统中的防火墙策略，我们只需要配置妥当其中的一个就足够了。虽然这些工具各有优劣，但它们在防火墙策略的配置思路上是保持一致的

iptables

期的 Linux 系统中，默认使用 iptables 防火墙来管理服务和配置防火墙，虽然新型的 firewalld 防火墙管理服务已经被投入使用多年，但iptables 在当前生产环境中还继续使用 ，具有顽强的生命力

iptables执行原则

  •         防火墙会从上至下的顺序来读取配置的策略规则，在找到匹配项后就立即结束匹配工作并去执行匹配项中定义的行为（即放行或阻止）。
  •         如果在读取完所有的策略规则之后没有匹配项，就去执行默认的策略
防火墙规则

  • 通（放行、允许）

  • 堵（阻止、拒绝）

  • 当默认策略为拒绝时，就要设置允许规则，否则数据包都进不来；若默认策略为允时，就要设置拒绝规则，否则数据包都能进来，防火墙也就失去了作用

  • iptables 系统默认策略：全部默认允许（ACCEPT）

规则链

概念：

iptables 服务把用于过滤流量的策略条目称之为规则，多条规则组成一个规则链

分析：数据包经过iptables处理必须闯过5个控制关卡，每个关卡放置5个规则链用于检查规则和处理，每一道关卡中有多个规则，数据报文必须按顺序一个一个匹配这些规则，这些规则串起来就像一条链，所以我们把这些关卡都叫规则链

规则链分类

  • INPUT 入站链 外部流量 → 进本机 → 走这条链 别人访问你的服务器（ssh、网页、ping），走 INPUT

  • OUTPUT 出站链 本机发出去的流量 → 走这条链 你服务器访问别人（ping 外网、下载），走 OUTPUT

  • FORWARD 转发链 流量经过本机、不进本机，只是中转 本机当路由器 / 网关时用

  • PREROUTING 路由前链 流量刚进来、还没判断去哪 主要做：端口映射、NAT

  • POSTROUTING 路由后链 流量要离开本机前 主要做：SNAT 源地址转换

规则链之间的匹配顺序

        原因：iptables 规则是从上往下逐条匹配，匹配到一条就直接执行，不再往下走，所以顺序超级重要。

数据包走的顺序是固定死的： PREROUTING → INPUT/OUTPUT/FORWARD → POSTROUTING

  • 先进来处理（PREROUTING）
  • 再判断是进本机、出本机、还是路过
  • 最后出去前处理（POSTROUTING）
iptables 流量处理动作

当规则链匹配后应采用以下几种动作来处理匹配流量

  1. ACCEPT：允许流量通过
  2. REJECT：拒绝流量通过，拒绝后回复拒绝信息
  3. LOG：记录日志信息
  4. DROP：拒绝流量通过，流量丢弃不响应
  • 例：若某天您正在家里看电视，突然听到有人敲门，透过防盗门的猫眼一看是推销商品的，便会在不需要的情况下开门并拒绝他们（REJECT）。但如果您看到的是债主带了十几个小弟来讨债，此时不仅要拒绝开门，还要默不作声，伪装成自己不在家的样子（DROP）

iptables表

  • 规则链容纳了各种流量匹配规则，规则表则存储了不同功能对应的规则链，总之表里有链，链里有规则

1. filter 表（最常用，防火墙）

作用：过滤数据包，允许 / 拒绝

  • 对应链：INPUT、OUTPUT、FORWARD
2. nat 表（地址转换）

作用：改 IP / 端口，NAT、端口映射、共享上网

  • 对应链：PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
  • 做端口映射、内网上网用它
3. mangle 表（修改数据包）

作用：修改数据包标记、TTL、优先级

  • 对应所有 5 条链
  • 高级网络策略用，日常几乎不用
4. raw 表（优先级最高）

作用：关闭连接追踪（conntrack）

  • 对应：PREROUTING、OUTPUT
  • 性能优化用，几乎不用

  • 注意：最终定义的防火墙规则链，都会添加到这四张表中的其中一张表中，如图：

安装iptables

预处理

  • RHEL(Centos)9中默认使用的是firewalld，且与iptables之间有冲突，如果需要使用 iptables 需要先停止firewalld再进行安装：

规则链存储文件
  • 规则链存储文件，存的就是你 iptables 所有防火墙规则、链、默认策略，防止重启后丢失。
[root@server ~]# vim   /etc/sysconfig/iptables

# Generated by iptables-save v1.8.7 on Wed Nov 15 13:01:36 2023
*filter
:INPUT ACCEPT [0:0]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [15:2100]
-A INPUT -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
-A INPUT -p icmp -j ACCEPT
-A INPUT -i lo -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 22 -j ACCEPT
-A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
-A FORWARD -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
COMMIT
# Completed on Wed Nov 15 13:01:36 2023

  • 前1行为注释:

  • filter表的规则链

iptables 命令

原则

  • iptables 命令根据流量的源地址、目的地址、传输协议、服务类型等信息进行匹配，若匹配成，则iptables 会根据策略规则所预设的动作来处理这些流量，由于策略规则的匹配顺序是从上至下，则要把较为严格、优先级较高的策略规则放到前面，以免发生错误

格式：
  • 简化
iptables [-t 表名] 选项 [链名] [条件] [-j 控制动作]

      1. [-t 表名] —— 选哪张表（4 种）

      不写默认就是 filter

      plaintext

      filter   防火墙过滤（默认）
nat      地址转换
mangle   修改数据包
raw      追踪关闭

      2. 选项 —— 增删改查规则（最常用）

      plaintext

      -A   追加规则（最后加一条）
-I   插入规则（最前面加）
-D   删除规则
-F   清空所有规则
-P   设置默认策略
-L   查看规则
-n   不解析域名（快）
-v   显示详细信息

      3. [链名] —— 5 条链

      plaintext

      INPUT      入站
OUTPUT     出站
FORWARD    转发
PREROUTING 路由前
POSTROUTING 路由后

      4. [条件] —— 匹配什么流量

      ① 协议

      plaintext

      -p tcp
-p udp
-p icmp
-p all

      ② 源 IP / 目标 IP

      plaintext

      -s 192.168.1.0/24    来源IP
-d 192.168.1.100    目标IP

      ③ 端口

      plaintext

      --sport 80    源端口
--dport 80    目标端口

      ④ 网卡

      plaintext

      -i eth0   入站网卡
-o eth0   出站网卡

      ⑤ 连接状态

      plaintext

      -m state --state NEW,ESTABLISHED,RELATED

      5. [-j 控制动作] —— 匹配后干什么

      plaintext

      ACCEPT   允许
DROP     丢弃（不回应）
REJECT   拒绝（返回错误）
SNAT     源地址转换
DNAT     目标地址转换
MASQUERADE 动态SNAT
      • 详细
      iptables -t 表名 <-A/I/D/R> 规则链名 [规则号] <-i/o 网卡名> -p 协议名 <-s 源IP/源子网> --sport 源端口 <-d 目标IP/目标子网> --dport 目标端口 -j 控制动作
      参数
      参数作用
      -t 对指定的表进行操作，table必须是raw，nat，filter，mangle中的一个，默认是filter
      -p指定要匹配的数据包协议类型
      -s匹配源地址IP/MASK，若有！表示取反
      -d匹配目的地址IP/MASK
      -i 网卡名匹配从这块网卡流入的数据
      -o 网卡名匹配从这块网卡流出的数据
      -L列出规则链上的所有规则，如果没有指定链，列出表上所有链的所有规则
      -A在规则链的末尾加入新规则
      -I num在规则链的头部加入新规则
      -D num删除指定规则
      -R num替换/修改第几条规则
      -P设置默认策略，
      -F清空所有规则(F:flush是“冲洗、冲掉”的意思)
      -N创建新规则链
      -X删除指定规则链，这个链必须没有被其它任何规则引用，而且这条链上必须没有任何规则。如果没有指定链名，则会删除该表中所有非内置的链
      -E用指定的新名字去重命名指定的链
      -Z把指定链，或者表中的所有链上的所有计数器清零
      -j满足某条件时该执行什么样的动作
      -h显示帮助信息

      示例：

      • 查看已有防火墙规则链

      # num：规则的编号（行号）
      # pkts：数据包的数量
      # bytes：数据包的字节数
      # target：动作（放行、拒绝）
      # port：端口
      # in：入站的网卡
      # out：出站网卡

      • 清空规则
      [root@server ~]# iptables  -F  # 清空规则
[root@server ~]# iptables  -nL # 查看规则链
[root@server ~]# systemctl restart  iptables
[root@server ~]# iptables  -nL  # 由于未保存，则恢复原状

[root@server ~]# iptables -F              # 再次尝试清空规则链
[root@server ~]# service iptables save    # 保存服务状态
iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables: [  OK  ]
[root@server ~]# systemctl restart  iptables  # 重启服务
[root@server ~]# iptables  -nL            # 查看

      实验

      • 例1：搭建web服务器，设置任何人都能通过80端口访问http
      [root@server ~]# mkdir  -p  /www/OPENLAB
[root@server ~]# echo "hello  world" > /www/openlab/index.html
[root@server ~]# yum install  nginx  -y
[root@server ~]# vim  /etc/nginx/nginx.conf 
        root         /www/web;
[root@server ~]# systemctl start nginx

[root@server ~]# iptables  -A INPUT  -p  tcp  --dport 80  -j ACCEPT 
[root@server ~]# service iptables save
iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables: [  OK  ]
[root@server ~]# systemctl restart  iptables
[root@server ~]# iptables  -nL
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:80

      • 例2：禁止所有人使用ssh进行远程登录
      [root@server ~]# iptables  -F   # 清空
[root@server ~]# iptables -A INPUT  -p tcp  --dport  22  -j  REJECT
# 此时ssh已断开连接，可以尝试新的连接

      恢复ssh连接

      [root@server ~]# iptables  -D INPUT 1  # 删除INPUT链中第1条规则，恢复ssh
[root@server ~]# iptables  -nL

      [root@server ~]# service iptables save  # 保存服务
iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables: [  OK  ]
[root@server ~]# systemctl  restart  iptables  # 重启服务
      • 例3：禁止某主机（192.168.48.131） ssh远程登录，允许访问web服务
      [root@server ~]# iptables  -F
[root@server ~]# iptables  -I INPUT -p  tcp  -s  192.168.48.131 --dport 22  -j REJECT  # -I 表示在已存在的记录之前插入一条新纪录

[root@server ~]# iptables  -I INPUT -p  tcp  -s  192.168.48.131 --dport 80  -j ACCEPT

[root@server ~]# iptables  -nL
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
ACCEPT     tcp  --  192.168.48.131       0.0.0.0/0            tcp dpt:80
REJECT     tcp  --  192.168.48.131       0.0.0.0/0            tcp dpt:22 reject-with icmp-port-unreachable
       
[root@server ~]# service iptables save
iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables: [  OK  ]
[root@server ~]# systemctl restart iptables

      firewalld

      概述

      概念

      • firewalld（Dynamic Firewall Manager of Linux systems，Linux 系统的动态防火墙管理器）服务是默认的防火墙配置管理工具，从RHEL 7开始，用firewalld服务替代了iptables服务

      • RHEL 9采用firewalld管理netfilter子系统，默认情况，firewalld则是交由内核层面的nftables包过滤框架来处理

      firewalld特点

      • firewalld可以动态修改单条规则，不需要像iptables那样，修改规则后必须全部刷新才可生效

      • firewalld默认动作是拒绝，则每个服务都需要去设置才能放行，而iptables里默认是每个服务是允许，需要拒绝的才去限制

      • iptables防火墙类型为静态防火墙firewalld 防火墙类型为动态防火墙

      • firewalld和iptables一样自身并不具备防火墙功能，它们的作用都是用于维护规则，而真正使用规则干活的是内核防火墙模块

      • firewalld 加入了区域（zone）概念

      区域 zone

      作用

      • firewalld防火墙为了简化管理，将所有网络流量分为多个区域(zone)，然后根据数据包的源IP地址或传入的网络接口等条件将流量传入相应区域，每个区域都定义了自己打开或者关闭的端口和服务列表

      • 区域：zone本质为firewalld 预先准备了几套防火墙策略集合（策略模板），用户可以根据生产场景的不同而选择合适的策略集合，从而实现防火墙策略之间的快速切换

      分析

      • firewalld的一个zone就是一个可信等级，一个等级对应一套过滤规则（规则集合）

      • 数据包必须要经过某个zone才能入站或出站

      • 每个zone都有一个处理行为（default、ACCEPT、REJECT、DROP）

      • firewalld的zone根据信任级别分成9个默认zone：

      区域默认策略规则
      trusted（信任区域）允许所有的传入流量
      home （家庭区域）允许与SSH、MDNS（多播DNS）、IPP客户端、samba-客户端、DHCPv6客户端、cockpit（服务器管理工具）服务匹配的流量传入，其余拒绝
      internal （内部区域）默认值时与homel区域相同
      work（工作区域）允许 与SSH、DHCPv6客户端、cockpit服务匹配的流量传入，其余拒绝、
      public （公共区域）允许与SSH或DHCPv6客户端、cockpit服务匹配的流量传入，其余拒绝 （是默认区域）
      external（外部区域）允许与SSH服务匹配的流量传入，其余拒绝
      dmz （隔离区域）也称为非军事区域，内外网络之间增加的一层网络，起到缓冲作用，允许与SSH服务匹配的流量传入，其余拒绝
      block (阻塞区域)拒绝所有传入流量,返回icmp-host-prohibited消息
      drop （丢去区域）丢弃所有传入流量，且没有任何回复，类似DROP

      firewalld的配置文件有两个主要的目录/usr/lib/firewalld/zones（系统配置文件，尽量不要修改）和/etc/firewalld/zones（用户配置文件，可以自行修改），每个zone单独对应一个xml配置文件，文件名为<zone名称>.xml

      [root@master www]# cd /usr/lib/firewalld/zones
[root@master zones]# ls
block.xml  drop.xml      home.xml      public.xml   work.xml
dmz.xml    external.xml  internal.xml  trusted.xml
[root@master zones]# cd /etc/firewalld/zones
[root@master zones]# ls
public.xml  public.xml.old
[root@master zones]#
      • IP地址添加到trusted区域，把不可信任的IP地址添加到block区域，把要公开的网络服务添加到public区域，所以常用区域为：trusted、block、public
      zone文件中的过滤规则

      • 过滤规则优先级：

        • source（最高）

        • interface（次之）

        • 默认zone（最低）

      • 规则：

      规则作用
      scource源IP地址过滤（常用）
      interface网卡过滤
      service服务名（实际是关联端口）过滤
      port端口过滤
      icmp-blockICMP报文过滤
      masqueradeIP地址伪装
      forward-port端口转发过滤
      rule自定义规则

      firewall-cmd命令行工具

      firewalld命令生效模式

      • runtime模式：运行时模式，立即生效，重启失效

      • permanent模式：永久模式，重启生效

      管理命令
      [root@server ~]# systemctl stop firewalld
[root@server ~]# systemctl disable firewalld
[root@server ~]# systemctl start firewalld
[root@server ~]# systemctl enable firewalld
[root@server ~]# systemctl status firewalld
      设置命令：firewall-cmd 参数
      参数作用
      --get-default-zone查询默认的区域名称
      --set-default-zone=<区域名称>设置默认的区域，使其永久生效
      --get-zones显示可用的区域
      --get-services显示预先定义的服务
      --get-active-zones显示当前正在使用的区域与网卡名称
      --add-source=将源自此 IP 或子网的流量导向指定的区域
      --remove-source=不再将源自此 IP 或子网的流量导向某个指定区域
      --add-interface=<网卡名称>将源自该网卡的所有流量都导向某个指定区域
      --change-interface=<网卡名称>将某个网卡与区域进行关联
      --list-all显示当前区域的网卡配置参数、资源、端口以及服务等信息
      --list-all-zones显示所有区域的网卡配置参数、资源、端口以及服务等信息
      --add-service=<服务名>设置默认区域允许该服务的流量
      --add-port=<端口号/协议>设置默认区域允许该端口的流量
      --remove-service=<服务名>设置默认区域不再允许该服务的流量
      --remove-port=<端口号/协议>设置默认区域不再允许该端口的流量
      • 例1：基本命令
      [root@server ~]# firewall-cmd --version  # 查看版本

[root@server ~]# firewall-cmd --help     # 查看帮助信息

[root@server ~]# firewall-cmd  --state   # 显示状态

[root@server ~]# firewall-cmd  --get-services  # 查看防火墙管理的服务

[root@server ~]# firewall-cmd  --list-all  # 查看区域中的规则

[root@server ~]# firewall-cmd  --panic-on   # 启用紧急模式

[root@server ~]# firewall-cmd  --panic-off  # 关闭紧急模式
      • 例2：设置当前zone

      查看所有支持的区域

      [root@master zones]# firewall-cmd --get-zones
block dmz drop external home internal public trusted work

      查看当前默认区域

      [root@master ~]# firewall-cmd --get-default-zone
public

      设置当前默认区域为trust（信任）区域

      [root@master ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
success
[root@master ~]# firewall-cmd --get-default-zone
trusted
[root@master ~]#

      设置当前默认区域为public区域

      [root@master ~]# firewall-cmd --set-default-zone=public
success
[root@master ~]# firewall-cmd --get-default-zone
public
[root@master ~]#
      • 例3.firewalld区域中添加http服务，使其为放行状态
      [root@server ~]# yum install nginx -y
[root@server ~]# systemctl start nginx
#在浏览器测试输入主机ip ，显示被拒绝
[root@server ~]# firewall-cmd --get-default-zone 
[root@server ~]# firewall-cmd --list-all  # 查看当前区域中开方的服务


#没有http服务，为其添加http服务
[root@server ~]# firewall-cmd --permanent  --zone=public  --add-service=http 
success

[root@server ~]# firewall-cmd --permanent  --zone=public  --add-port=80/tcp
success
[root@server ~]# firewall-cmd --reload 
success
[root@server ~]# firewall-cmd --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources: 
  services: cockpit dhcpv6-client http ssh
  ports: 80/tcp
  protocols: 
  forward: yes
  masquerade: no
  forward-ports: 
  source-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules:


#浏览器测试通过
      • 放行服务格式

             firewall-cmd --permanent  --zone=public  --add-service=服务名

      •  放行端口格式：

               firewall-cmd --permanent  --zone=public  --add-port=端口号/传输协议

      • 例4：某些服务需要编辑zone文件才能添加服务，添加nginx服务
      [root@server ~]# firewall-cmd   --get-services   # 查看所有区域支持的服务

[root@server ~]# yum  install  nginx  -y  # 安装nginx

[root@master mysql]# firewall-cmd --add-service=nginx --permanent
Error: INVALID_SERVICE: 'nginx' not among existing services # 报错，需要编辑区域文件

      编辑服务配置文件，添加：

      <service>
        <short>Nginx</short>
        <description>nginx</description>
        <port protocol="tcp"  port="80"/>
        <port protocol="tcp"  port="443"/>
</service>

      再次添加服务：

      firewall-cmd --add-service=nginx --permanent

      重置

      firewall-cmd --reload

      • 例5：添加http及80端口的改写（启动node1主机测试）
      [root@master services]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family="ipv4"  source  address="192.168.88.134/24"  port  protocol="tcp"  port="80"   accept'
success

[root@master services]# firewall-cmd  --reload
success
[root@master services]# firewall-cmd  --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources:
  services: dhcpv6-client http mdns nginx ssh
  ports: 80/tcp
  protocols:
  forward: yes
  masquerade: no
  forward-ports:
  source-ports:
  icmp-blocks:
  rich rules:
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.134/24" port port="80" protocol="tcp" accept
      • 例6：拒绝node1进行ssh远程登录
      [root@master services]# firewall-cmd  --permanent  --add-rich-rule='rule family="ipv4"  source  address="192.168.88.134/24"  port  protocol="tcp"  port="22"  reject'
success
[root@master services]# firewall-cmd  --reload
success
[root@master services]#
[root@master services]# firewall-cmd  --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources:
  services: dhcpv6-client http mdns nginx ssh
  ports: 80/tcp
  protocols:
  forward: yes
  masquerade: no
  forward-ports:
  source-ports:
  icmp-blocks:
  rich rules:
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.134/24" port port="80" protocol="tcp" accept
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.134/24" port port="22" protocol="tcp" reject
      • 例7：禁止192.168.88.131网段的地址进行ping
      #写入firewall的富规则
firewall-cmd --permentant --add-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.88.131" protocol value="icmp" reject'

#重载
[root@master ~]# firewall-cmd --reload

#查看规则的写入
[root@master ~]# firewall-cmd --list-all
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: ens32
  sources: 
  services: dhcpv6-client mdns nginx ssh
  ports: 
  protocols: 
  forward: yes
  masquerade: no
  forward-ports: 
  source-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules: 
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.131/24" port port="80" protocol="tcp" accept
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.131" protocol value="icmp" reject
	rule family="ipv4" source address="192.168.88.131/24" port port="22" protocol="tcp" reject

      测试：在192.168.88.131这台主机ping测，显示目标端口不可达

      注意：恢复客户端ping，不能在服务端添加一条放行富规则，应为禁止的富规则还在，ping还是无法通信，如：

      [root@master ~]# firewall-cmd --permanent --remove-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.88.131" protocol value="icmp" reject'
success
[root@master ~]# firewall-cmd --reload
success
[root@master ~]# firewall-cmd --list-all

      # 服务器 # linux # 网络
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