2019-09-05-iptables和firewalld(防火墙)


下午工作之余,无意中看到iptables相关内容,由于实际工作环境中,系统下防火墙都是关闭状态,因此对这方面知识,了解不多。借此契机,上网浏览一些资料,对Linux系统防火墙进行知识整理。

众所周知,相较于企业内网,外部的公网环境更加恶劣,罪恶丛生。在公网与企业内网之间充当保护屏障的防火墙(见图8-1)虽然有软件或硬件之分,但主要功能都是依据策略对穿越防火墙自身的流量进行过滤。防火墙策略可以基于流量的源目地址、端口号、协议、应用等信息来定制,然后防火墙使用预先定制的策略规则监控出入的流量,若流量与某一条策略规则相匹配,则执行相应的处理,反之则丢弃。这样一来,就可以保证仅有合法的流量在企业内网和外部公网之间流动了。


熟悉红帽操作系统的童鞋都清楚,RHEL7  firewalld替代了RHEL6 iptables,其实,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,或者说,它们只是一种服务。iptables服务会把配置好的防火墙策略交由内核层面的netfilter网络过滤器来处理,而firewalld服务则是把配置好的防火墙策略交由内核层面的nftables包过滤框架来处理。换句话说,当前在Linux系统中其实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。大家甚至可以不用完全掌握本章介绍的内容,只要在这多个防火墙管理工具中任选一款并将其学透,就足以满足日常的工作需求了。

在早期的Linux系统中,默认使用的是iptables防火墙管理服务来配置防火墙。尽管新型的firewalld防火墙管理服务已经被投入使用多年,但是大量的企业在生产环境中依然出于各种原因而继续使用iptables。

以下介绍一些关于iptables相关的知识点

1 策略与规则链

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。一般而言,防火墙策略规则的设置有两种:一种是“通”(即放行),一种是“堵”(即阻止)。当防火墙的默认策略为拒绝时(堵),就要设置允许规则(通),否则谁都进不来;如果防火墙的默认策略为允许时,就要设置拒绝规则,否则谁都能进来,防火墙也就失去了防范的作用。

iptables服务把用于处理或过滤流量的策略条目称之为规则,多条规则可以组成一个规则链,而规则链则依据数据包处理位置的不同进行分类,具体如下:

在进行路由选择前处理数据包(PREROUTING);

处理流入的数据包(INPUT);

处理流出的数据包(OUTPUT);

处理转发的数据包(FORWARD);

在进行路由选择后处理数据包(POSTROUTING)。

一般来说,从内网向外网发送的流量一般都是可控且良性的,因此我们使用最多的就是INPUT规则链,该规则链可以增大黑客人员从外网入侵内网的难度。

比如在您居住的社区内,物业管理公司有两条规定:禁止小商小贩进入社区;各种车辆在进入社区时都要登记。显而易见,这两条规定应该是用于社区的正门的(流量必须经过的地方),而不是每家每户的防盗门上。根据前面提到的防火墙策略的匹配顺序,可能会存在多种情况。比如,来访人员是小商小贩,则直接会被物业公司的保安拒之门外,也就无需再对车辆进行登记。如果来访人员乘坐一辆汽车进入社区正门,则“禁止小商小贩进入社区”的第一条规则就没有被匹配到,因此按照顺序匹配第二条策略,即需要对车辆进行登记。如果是社区居民要进入正门,则这两条规定都不会匹配到,因此会执行默认的放行策略。

但是,仅有策略规则还不能保证社区的安全,保安还应该知道采用什么样的动作来处理这些匹配的流量,比如“允许”、“拒绝”、“登记”、“不理它”。这些动作对应到iptables服务的术语中分别是ACCEPT(允许流量通过)、REJECT(拒绝流量通过)、LOG(记录日志信息)、DROP(拒绝流量通过)。“允许流量通过”和“记录日志信息”都比较好理解,这里需要着重讲解的是REJECT和DROP的不同点。就DROP来说,它是直接将流量丢弃而且不响应;REJECT则会在拒绝流量后再回复一条“您的信息已经收到,但是被扔掉了”信息,从而让流量发送方清晰地看到数据被拒绝的响应信息。

我们来举一个例子,让各位读者更直观地理解这两个拒绝动作的不同之处。比如有一天您正在家里看电视,突然听到有人敲门,您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)。

当把Linux系统中的防火墙策略设置为REJECT拒绝动作后,流量发送方会看到端口不可达的响应:


而把Linux系统中的防火墙策略修改成DROP拒绝动作后,流量发送方会看到响应超时的提醒。但是流量发送方无法判断流量是被拒绝,还是接收方主机当前不在线:


2 基本的命令参数

iptables是一款基于命令行的防火墙策略管理工具,具有大量参数,学习难度较大。好在对于日常的防火墙策略配置来讲,大家无需深入了解诸如“四表五链”的理论概念,只需要掌握常用的参数并做到灵活搭配即可,这就足以应对日常工作了。

iptables命令可以根据流量的源地址、目的地址、传输协议、服务类型等信息进行匹配,一旦匹配成功,iptables就会根据策略规则所预设的动作来处理这些流量。另外,再次提醒一下,防火墙策略规则的匹配顺序是从上至下的,因此要把较为严格、优先级较高的策略规则放到前面,以免发生错误。表8-1总结归纳了常用的iptables命令参数。再次强调,我们无需死记硬背这些参数,只需借助下面的实验来理解掌握即可。


如前面所提到的防火墙策略设置无非有两种方式,一种是“通”,一种是“堵”,当把INPUT链设置为默认拒绝后,就要往里面写入允许策略了,否则所有流入的数据包都会被默认拒绝掉,同学们需要留意规则链的默认策略拒绝动作只能是DROP,而不能是REJECT。

向INPUT链中添加允许ICMP流量进入的策略规则:

在日常运维工作中,经常会使用ping命令来检查对方主机是否在线,而向防火墙的INPUT规则链中添加一条允许ICMP流量进入的策略规则就默认允许了这种ping命令检测行为。


再次重申,防火墙策略规则是按照从上到下的顺序匹配的,因此一定要把允许动作放到拒绝动作前面,否则所有的流量就将被拒绝掉,从而导致任何主机都无法访问我们的服务。另外,这里提到的22号端口是ssh服务使用的(有关ssh服务,请见下一章),刘遄老师先在这里挖坑,等大家学完第9章后可再验证这个实验的效果。

在设置完上述INPUT规则链之后,我们使用IP地址在192.168.10.0/24网段内的主机访问服务器(即前面提到的设置了INPUT规则链的主机)的22端口,效果如下:

然后,我们再使用IP地址在192.168.20.0/24网段内的主机访问服务器的22端口(虽网段不同,但已确认可以相互通信),效果如下,就会提示连接请求被拒绝了(Connection failed):


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