linux平臺下防火牆iptables原理

iptables簡介

    netfilter/iptables(簡稱爲iptables)組成Linux平臺下的包過濾防火牆,與大多數的Linux軟件一樣,這個包過濾防火牆是免費的,它可以代替昂貴的商業防火牆解決方案,完成封包過濾、封包重定向和網絡地址轉換(NAT)等功能。

iptables基礎


    規則(rules)其實就是網絡管理員預定義的條件,規則一般的定義爲“如果數據包頭符合這樣的條件,就這樣處理這個數據包”。規則存儲在內核空間的信息包過濾表中,這些規則分別指定了源地址、目的地址、傳輸協議(如TCP、UDP、ICMP)和服務類型(如HTTP、FTP和SMTP)等。當數據包與規則匹配時,iptables就根據規則所定義的方法來處理這些數據包,如放行(accept)、拒絕(reject)和丟棄(drop)等。配置防火牆的主要工作就是添加、修改和刪除這些規則。

iptables和netfilter的關係:

    這是第一個要說的地方,Iptables和netfilter的關係是一個很容易讓人搞不清的問題。很多的知道iptables卻不知道netfilter。其實iptables只是Linux防火牆的管理工具而已,位於/sbin/iptables。真正實現防火牆功能的是netfilter,它是Linux內核中實現包過濾的內部結構。

iptables傳輸數據包的過程

① 當一個數據包進入網卡時,它首先進入PREROUTING鏈,內核根據數據包目的IP判斷是否需要轉送出去。 
② 如果數據包就是進入本機的,它就會沿着圖向下移動,到達INPUT鏈。數據包到了INPUT鏈後,任何進程都會收到它。本機上運行的程序可以發送數據包,這些數據包會經過OUTPUT鏈,然後到達POSTROUTING鏈輸出。 
③ 如果數據包是要轉發出去的,且內核允許轉發,數據包就會如圖所示向右移動,經過FORWARD鏈,然後到達POSTROUTING鏈輸出。

iptables的規則表和鏈:

    表(tables)提供特定的功能,iptables內置了4個表,即filter表、nat表、mangle表和raw表,分別用於實現包過濾,網絡地址轉換、包重構(修改)和數據跟蹤處理。

   鏈(chains)是數據包傳播的路徑,每一條鏈其實就是衆多規則中的一個檢查清單,每一條鏈中可以有一條或數條規則。當一個數據包到達一個鏈時,iptables就會從鏈中第一條規則開始檢查,看該數據包是否滿足規則所定義的條件。如果滿足,系統就會根據該條規則所定義的方法處理該數據包;否則iptables將繼續檢查下一條規則,如果該數據包不符合鏈中任一條規則,iptables就會根據該鏈預先定義的默認策略來處理數據包。

    Iptables採用“表”和“鏈”的分層結構。在REHL4中是三張表五個鏈。現在REHL5成了四張表五個鏈了,不過多出來的那個表用的也不太多,所以基本還是和以前一樣。下面羅列一下這四張表和五個鏈。注意一定要明白這些表和鏈的關係及作用。

規則表:

1.filter表——三個鏈:INPUT、FORWARD、OUTPUT
作用:過濾數據包  內核模塊:iptables_filter.
2.Nat表——三個鏈:PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
作用:用於網絡地址轉換(IP、端口) 內核模塊:iptable_nat
3.Mangle表——五個鏈:PREROUTING、POSTROUTING、INPUT、OUTPUT、FORWARD
作用:修改數據包的服務類型、TTL、並且可以配置路由實現QOS內核模塊:iptable_mangle(別看這個表這麼麻煩,咱們設置策略時幾乎都不會用到它)
4.Raw表——兩個鏈:OUTPUT、PREROUTING
作用:決定數據包是否被狀態跟蹤機制處理  內核模塊:iptable_raw
(這個是REHL4沒有的,不過不用怕,用的不多)

規則鏈:


1.INPUT——進來的數據包應用此規則鏈中的策略
2.OUTPUT——外出的數據包應用此規則鏈中的策略
3.FORWARD——轉發數據包時應用此規則鏈中的策略
4.PREROUTING——對數據包作路由選擇前應用此鏈中的規則
(記住!所有的數據包進來的時侯都先由這個鏈處理)
5.POSTROUTING——對數據包作路由選擇後應用此鏈中的規則
(所有的數據包出來的時侯都先由這個鏈處理)


規則表之間的優先順序:

Raw——mangle——nat——filter
規則鏈之間的優先順序(分三種情況):

第一種情況:入站數據流向

    從外界到達防火牆的數據包,先被PREROUTING規則鏈處理(是否修改數據包地址等),之後會進行路由選擇(判斷該數據包應該發往何處),如果數據包的目標主機是防火牆本機(比如說Internet用戶訪問防火牆主機中的web服務器的數據包),那麼內核將其傳給INPUT鏈進行處理(決定是否允許通過等),通過以後再交給系統上層的應用程序(比如Apache服務器)進行響應。

第二衝情況:轉發數據流向

    來自外界的數據包到達防火牆後,首先被PREROUTING規則鏈處理,之後會進行路由選擇,如果數據包的目標地址是其它外部地址(比如局域網用戶通過網關訪問QQ站點的數據包),則內核將其傳遞給FORWARD鏈進行處理(是否轉發或攔截),然後再交給POSTROUTING規則鏈(是否修改數據包的地址等)進行處理。

第三種情況:出站數據流向
     防火牆本機向外部地址發送的數據包(比如在防火牆主機中測試公網DNS服務器時),首先被OUTPUT規則鏈處理,之後進行路由選擇,然後傳遞給POSTROUTING規則鏈(是否修改數據包的地址等)進行處理。


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