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iptables/netfilter

iptables是一个配置Linux内核防火墙的命令行工具,它基于内核的netfilter机制。新版本的内核(3.13+)也提供了nftables,用于取代iptables。

netfilter

netfilter是Linux内核的包过滤框架,它提供了一系列的钩子(Hook)供其他模块控制包的流动。这些钩子包括

  • NF_IP_PRE_ROUTING:刚刚通过数据链路层解包进入网络层的数据包通过此钩子,它在路由之前处理
  • NF_IP_LOCAL_IN:经过路由查找后,送往本机(目的地址在本地)的包会通过此钩子
  • NF_IP_FORWARD:不是本地产生的并且目的地不是本地的包(即转发的包)会通过此钩子
  • NF_IP_LOCAL_OUT:所有本地生成的发往其他机器的包会通过该钩子
  • NF_IP_POST_ROUTING:在包就要离开本机之前会通过该钩子,它在路由之后处理

iptables

iptables通过表和链来组织数据包的过滤规则,每条规则都包括匹配和动作两部分。默认情况下,每张表包括一些默认链,用户也可以添加自定义的链,这些链都是顺序排列的。这些表和链包括:

  • raw表用于决定数据包是否被状态跟踪机制处理,内建PREROUTING和OUTPUT两个链
  • filter表用于过滤,内建INPUT(目的地是本地的包)、FORWARD(不是本地产生的并且目的地不是本地)和OUTPUT(本地生成的包)等三个链
  • nat用表于网络地址转换,内建PREROUTING(在包刚刚到达防火墙时改变它的目的地址)、INPUT、OUTPUT和POSTROUTING(要离开防火墙之前改变其源地址)等链
  • mangle用于对报文进行修改,内建PREROUTING、INPUT、FORWARD、OUTPUT和POSTROUTING等链
  • security表用于根据安全策略处理数据包,内建INPUT、FORWARD和OUTPUT链
Tables↓/Chains→ PREROUTING INPUT FORWARD OUTPUT POSTROUTING
(routing decision)
raw
(connection tracking enabled)
mangle
nat (DNAT)
(routing decision)
filter
security
nat (SNAT)

所有链默认都是没有任何规则的,用户可以按需要添加规则。每条规则都包括匹配和动作两部分:

  • 匹配可以有多条,比如匹配端口、IP、数据包类型等。匹配还可以包括模块(如conntrack、recent等),实现更复杂的过滤。
  • 动作只能有一个,通过-j指定,如ACCEPT、DROP、RETURN、SNAT、DNAT等

这样,网络数据包通过iptables的过程为

其规律为

  1. 当一个数据包进入网卡时,数据包首先进入PREROUTING链,在PREROUTING链中我们有机会修改数据包的DestIP(目的IP),然后内核的"路由模块"根据"数据包目的IP"以及"内核中的路由表" 判断是否需要转送出去(注意,这个时候数据包的DestIP有可能已经被我们修改过了)
  2. 如果数据包就是进入本机的(即数据包的目的IP是本机的网口IP),数据包就会沿着图向下移动,到达INPUT链。数据包到达INPUT链后,任何进程都会收到它
  3. 本机上运行的程序也可以发送数据包,这些数据包经过OUTPUT链,然后到达POSTROTING链输出(注意,这个时候数据包的SrcIP有可能已经被我们修改过了)
  4. 如果数据包是要转发出去的(即目的IP地址不再当前子网中),且内核允许转发,数据包就会向右移动,经过FORWARD链,然后到达POSTROUTING链输出(选择对应子网的网口发送出去)

iptables示例

查看规则列表

iptables -nvL

允许22端口

iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

允许来自192.168.0.4的包

iptables -A INPUT -s 192.168.0.4 -j ACCEPT

允许现有连接或与现有连接关联的包

iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

禁止ping包

iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j DROP

禁止所有其他包

iptables -P INPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP

MASQUERADE

iptables -t nat -I POSTROUTING -s 10.0.0.30/32 -j MASQUERADE

NAT

iptables -I FORWARD -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -I INPUT   -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
iptables -t nat -I OUTPUT -d 55.55.55.55/32 -j DNAT --to-destination 10.0.0.30
iptables -t nat -I PREROUTING -d 55.55.55.55/32 -j DNAT --to-destination 10.0.0.30
iptables -t nat -I POSTROUTING -s 10.0.0.30/32 -j SNAT --to-source 55.55.55.55

端口映射

iptables -t nat -I OUTPUT -d 55.55.55.55/32 -p tcp -m tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 10.10.10.3:80
iptables -t nat -I POSTROUTING -m conntrack ! --ctstate DNAT -j ACCEPT
iptables -t nat -I PREROUTING -d 55.55.55.55/32 -p tcp -m tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 10.10.10.3:80

重置所有规则

iptables -F
iptables -t nat -F
iptables -t mangle -F
iptables -X

nftables

nftables 是从内核 3.13 版本引入的新的数据包过滤框架,旨在替代现用的 iptables 框架。nftables引入了一个新的命令行工具nft,取代了之前的iptables、ip6iptables、ebtables等各种工具。

跟iptables相比,nftables带来了一系列的好处

  • 更易用易理解的语法
  • 表和链是完全可配置的
  • 匹配和目标之间不再有区别
  • 在一个规则中可以定义多个动作
  • 每个链和规则都没有内建的计数器
  • 更好的动态规则集更新支持
  • 简化IPv4/IPv6双栈管理
  • 支持set/map等
  • 支持级连(需要内核4.1+)

跟iptables类似,nftables也是使用表和链来管理规则。其中,表包括ip、arp、ip6、bridge、inet和netdev等6个类型。下面是一些简单的例子。

# 新建一个ip类型的表
nft add table ip foo

# 列出所有表
nft list tables

# 删除表
nft delete table ip foo

# 添加链
nft add table ip filter
nft add chain ip filter input { type filter hook input priority 0 \; }
nft add chain ip filter output { type filter hook output priority 0 \; }

# 添加规则
nft add rule filter output ip daddr 8.8.8.8 counter
nft add rule filter output tcp dport ssh counter
nft insert rule filter output ip daddr 192.168.1.1 counter

# 列出规则
nft list table filter

# 删除规则
nft list table filter -a # 查询handle是多少
nft delete rule filter output handle 5

# 删除链中所有规则
nft delete rule filter output

# 删除表中所有规则
nft flush table filter

参考文档

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