Linux——Iptables防火墙

在信息化发展加速的时期，网络安全已经成为不可忽视的重要议题。严重的情况，我们又不经常遇见；太小的事情，我们也有较基本的安全防范。举个栗子吧：有没有去小型网吧里玩游戏或登录STEAM的？然后不久后，账号出现被盗号的行为，甚至账号的数据被换取钱财。其实这种事的实施很简单，因为谁会去网吧电脑里查看文件夹的文件呢？所以如果出事，就尽量依法维护自己的权益吧。

在Linux中，iptables作为防火墙工具，因为其高度的灵活性和强度的功能，被广泛用于保护服务器免受于未经授权的访问和恶意攻击。它不仅能够在网路层对于TCP/IP数据包进行精细的过滤和限制，还可以通过其复杂的规则系统实现多种网络策略。

那么... ...Iptables防火墙篇，现在开始！

Linux防火墙基础

Linux的防火墙体系主要工作在网络层，针对TCP/IP数据包实施过滤和限制，属于典型的包过滤防火墙（或称为网络层防火墙）。Linux系统的防火墙体系基于内核编码实现，具有非常稳定的性能和高效率，故而得到了广泛的应用。当然还有另一种类型——状态化防火墙。由于价格昂贵，我也大概率接触不多，就不多说了。

然而Linux的防火墙又分——netfilter和iptables，主要区别如下:

netfilter：Linux内核中实现包过滤防火墙的内部结构，不以程序或文件的形式存在，属于“内核态”（又称为内核空间）的防火墙功能体系。
iptables：管理Linux防火墙的命令程序，通常位于/sbin/iptables目录下，属于“用户态”（又称为用户空间）的防火墙管理体系。

正确的认识两者之间的关系，有助于理解Linux的防火墙的工作方式。

1、IP tables的表、链结构

IP tables的作用是为包过滤机制的实现提供规则（又称策略），通过各种不同的规则，可以告诉net filter对来自某些源、前往某些目的或具有某些协议特征的数据包如何处理。为了令我们更加方便地组织和管理防火墙规则，IP tables采用了“表”与“链”的分层结构，示例如下：

其中，每个规则“表”相当于内核空间的一个容器，根据规则集的不同用途划分为默认的四个表；每个“表”容器内包括不同的规则“链”，根据处理数据包的不同时机划分为五种链；决定是否过滤或处理数据包的各种规则，则是按先后顺序存放再各规则链之中。

一、规则表

为了从规则集的功能上有所区别，iptables 管理着四个不同的规则表，其功能分别由独立的内核模块实现。这四个表的名称、包含的链及各自的用途如下：

filter 表:filter 表用来对数据包进行过滤，根据具体的规则要求决定如何处理一个数据包。filter 表对应的内核模块为 iptable_filter，表内包含三个链，即 INPUT、FORWARD、OUTPUT。
nat 表:nat(Network Address Translation，网络地址转换)表主要用来修改数据包的 IP 地址、端口号等信息。nat 表对应的内核模块为 iptable_nat，表内包含三个链，即 PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT。
mangle 表: mangle 表用来修改数据包的 TOS(Type Of service,服务类型)、TTL(Time To Live,生存周期)，或者为数据包设置 ark 标记，以实现流量整形、略路由等高级应用。mangle 表对应的内核模块为 iptable_mangle,表内包含五个链,即 PREROUTING、POSTROUTING、INPUT.OUTPUT.FORWARD.
raw 表:raw 表是自1.2.9 以后版本的 iptables 新增的表，主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪。raw 表对应的内核模块为 iptable_raw，表内包含两个链，即 OUTPUT、PREROUTING。

在 iptables 的四个规则表中,mangle 表和 raw 表的应用相对较少。因此，本课程仅介绍 filter表和 nat 表的防火墙应用，关于 mangle、raw 表的使用，请参阅其他资料。

二、规则链

在处理各种数据包时，根据防火墙规则的不同介入时机，iptables 默认划分为五种不同的规则链。这五种链的名称、各自的介入时机如下：

INPUT 链:当收到访问防火墙本机地址的数据包(入站)时，应用此链中的规则。
OUTPUT 链:当防火墙本机向外发送数据包(出站)时，应用此链中的规则。
FORWARD 链:当接收到需要通过防火墙中转发送给其他地址的数据包(转发)时，应用此链中的规则。
PREROUTING 链:在对数据包做路由选择之前，应用此链中的规则。
POSTROUTING 链:在对数据包做路由选择之后，应用此链中的规则。

其中，INPUT、OUTPUT 链主要用在“主机型防火墙”中，即主要针对服务器本机进行保护的防火墙;而 FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING 链多用在“网络型防火墙”中，如使用 Linux 防火墙作为网关服务器，在公司内网与 Internet 之间进行安全控制。

2、数据包过滤的匹配流程

一、规则表顺序

当数据包抵达防火墙时，将依次应用raw表、mangle表、nat表和filter表中对应链内的规则（如果存在），应用顺序为raw→mangle→nat→filter。

二、规则链顺序

根据规则链的划分原则，不同链的处理时机是比较固定的，因此规则链之间的应用顺序取决于数据包的流向，示例如下：

入站数据流向:来自外界的数据包到达防火墙后，首先被 PREROUTING 链处理(是否修改数据包地址等)，然后进行路由选择(判断该数据包应发往何处):如果数据包的目标地址是防火墙本机(如Internet 用户访问网关的 Web 服务端口)，那么内校将其传递给 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加 httpd 服务器)进行响应。
转发数据流向:来自外界的数据包到达防火墙后,首先被 PREROUTING 链处理,然后再进行路由选择;如果数据包的目标地址是其他外部地址(如局域网用户通过网关访问 QQ 服务器),则内核将其传递给FORWARD 链进行处理(允许转发或拦截、丢弃),最后交给 POSTROUTING 链(是否修改数据包的地址等)进行处理。
出站数据流向:防火墙本机向外部地址发送的数据包(如在防火墙主机中测试公网 DNS 服务时)，首先进行路由选择，确定了输出路径后，再经由 OUTPUT 链处理，最后再交给 POSTROUTING 链(是否修改数据包的地址等)进行处理。

四、扩展：数据整形

数据整形（Data Reshaping）是指将数据从一种结构转换为另一种结构的过程，以便更好地适应分析、可视化或建模的需求。它涉及对数据的重新排列、聚合、拆分或合并，是数据预处理和清洗的重要环节。以下是数据整形的详细讲解：

‌一、数据整形的核心目标‌

‌适应工具需求‌：不同分析工具（如Pandas、SQL、Excel）对数据结构有不同要求。
‌提高可读性‌：将数据整理为更直观的格式（例如宽表转长表）。
‌支持分析需求‌：例如时间序列分析需要日期作为独立列，机器学习需要数值型特征等。
‌优化性能‌：通过减少冗余数据或调整存储结构提升处理效率。

防火墙规则

在使用iptables防火墙之前，需要将firewalld防火墙先关闭掉，以避免产生影响。命令如下：

[root@localhost ~]#systemctl stop firewalld.service
[root@localhost ~]#systemctl disable firewalld.service

1、IP tables的安装

[root@localhost ~]#m -y install iptables iptables-services

启动IP tables防火墙并设置开机启动

[root@localhost ~]#systemctl start iptables.service
[root@localhost ~]#systemctl enable iptables.service
Created symlink from /etc/systemd/system/basic,target,wants/iptables,service to
/usr/lib/systemd/system/iptables,service.

2、基本语法、数据包控制类型

使用 iptables 命令管理、编写防火墙规则时，基本的命令格式如下所示。

iptables [-t 表名]管理选项[链名][匹配条件][-j 控制类型]

其中，表名、链名用来指定 iptables 命令所操作的表和链，未指定表名时将默认使用 filter 表理选项表示 iptables 规则的操作方式，如插入、增加、删除、査看等;匹配条件用来指定要处理的据包的特征，不符合指定条件的数据包将不会处理:控制类型指的是数据包的处理方式，如允许、拒绝、丢弃等。
对于防火墙，数据包的控制类型非常关键，直接关系到数据包的放行、封堵及做相应的日志记录等iptables 防火墙体系中，最常用的几种控制类型如下。

ACCEPT:允许数据包通过。
DROP:直接丢弃数据包，不给出任何回应信息。
REJECT:拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个应信息。
L0G:在/var/log/messages 文件中记录日志信息，然后将数据包传递给下一条规则。

防火墙规则的“匹配即停止”对于 LOG 操作来说是一个特例，因为 L0G 只是一种辅助动作，并没有正处理数据包。
下面介绍一个防火墙规则操作示例:在 filter 表(-t filter)的 INPUT 链中插入(-I)一条规划，拒绝(-jREJECT)发给本机的使用 ICMP 协议的数据包(-p icmp)。

[root@localhost ~]# iptables -t filter -I INPUT -p icmp j REJECT

上述操作产生的直接效果是其他主机无法 ping 通本机。

3、添加、查看、删除规则等基本操作

在编写各种防火墙规则之前，首先需要掌握如何查看规则、添加规则、删除规则、清空链内规则等基本操作。示例如下表：

类别	选项	用途
增加	-A	追加到最后一行
增加	-I	插入到第一行
查看	-L	列出所有规则
	-n	以数字形式显示
	-v	详细信息
	--line(--line-numbers)	显示序号
删除	-D	删除一条（指定序号或内容）
删除	-F	清空所有
修改	-R	替换某条规则
设置默认	-P	设置默认规则

（1）添加新规则

添加新的防火墙规则时，使用管理选项“-A”“-T”，前者用来追加规则，后者用来插入规则。例加，若要在 filter 表 INPUT 链的末尾添加一条防火墙规则，可以执行以下操作(其中“-p 协议名作为匹配条件)。

[root@localhost ~]# iptables -t filter -A INPUT -p tcp -j ACCEPT

当使用管理选项“-I”时，允许同时指定新添加规则的顺序号，未指定序号时默认作为第一条。例如，以下操作添加的两条规则将分别位于 filter 表的第一条、第二条(其中省略了“-tfilter”选项，默认使用 filter 表)。

[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p udp -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -I INPUT 2 -p icmp -j ACCEPT

（2）查看规则列表

查看已有的防火墙规则时，使用管理选项“-L”，结合“--line-numbers”选项还可显示各条规则在链内的顺序号。例如，若要査看 filter 表 INPUT 链中的所有规则，并显示规则序号，可以执行以下操作：

[root@localhost ~]# iptables -L INPUT --line-numbers
Chain INPUT (policy ACCEPT)
num target prot opt source destination
1 ACCEpT udp - anywhere anywhere
2 ACCEPT icmp  anywhere anywhere
3 REJEcT icmp -anywhere anywhere reject-with ic
mp-port-unreachable
4 ACCEPT all -- anywhere anywhere state RELATED,ESTABLISHED
5 ACCEPT icmp- anywhere anywhere
6 ACCEPT all  anywhere anywhere
7 ACCEPT tcpanywhere anywhere state NEw tcpdpt:ssh
8 REJEcT all anywhere anywhere reject-with icmp-host-prohibited
9 ACCEPT tcpanywhere anywhere

当防火墙规则的数量较多时，若能够以数字形式显示地址和端口信息，可以减少地址解析的环节，在定程度上加快命令执行的速度。例如，若要以数字地址形式査看 filter 表 INPUT 链中的所有规则，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -n -L INPUT
target prot opt source destinationACCEPT udp -- 6.0.0.0/0 6.0.0.0/0
ACCEPT icmp -- 0.0.0.0/0 6.0.0.0/0
REJECT icmp -0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 reject-with icmp-port-unreachable
ACCEPT tcp -- 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0

（3）删除、清空规则

删除一条防火墙规则时，使用管理选项“-D”。例如，若要删除 filter 表 INPUT 链中的第三条规
则，可以执行以下操作：

[root@localhost ~]# iptables -D INPUT 3
[root@localhost ~]# iptables -n -L INPUT
Chain INPUT(policy ACCEPT)
target prot opt source destination
ACCEPT udp --0.0.0.0/0 0.0.0.0/0
ACCEPT icmp --0.0.0.0/0 0.0.0.0/0
ACCEPT tcp --0.0.0.0/0 0.0.0.0/0

清空指定链或表中的所有防火墙规则，使用管理选项“-F”。例如，若要清空 filter 表 INPUT 链中的所有规则，可以执行以下操作：

[root@localhost ~]# iptables -F INPUT
[root@localhost ~]# iptables -n -L INPUT
Chain INPUT(policy ACCEPT)
target prot opt source destination

使用管理选项“-F”时，允许省略链名而清空指定表所有链的规则。例如，执行以下操作分别用来清空filter 表、nat 表、mangle 表。

[root@localhost ~]# iptables -F
[root@localhost ~]# iptables -t nat -F
[root@localhost ~]# iptables -t mangle -F

（4）设置默认策略

iptables 的各条链中，默认策略是规则匹配的最后一个环节-一当找不到任何一条能够匹配数据包的规则时，则执行默认策略。默认策略的控制类型为 ACCEPT(允许)、DROP(丢弃)两种。例如，执行以下操作可以将 filter 表中 FORWARD 链的默认策略设为丢弃，OUTPUT 链的默认策略设为允许。

[root@localhost ~]# iptables -t filter -P FORWARD DROP
[root@localhost ~]# iptables -P OUTPUT ACCEPT

需要注意的是，当使用管理选项“-F”清空链时，默认策略不受影响。因此若要修改默认策略，必须通过管理选项“-p”重新进行设置。另外，默认策略并不参与链内规则的顺序编排，因此在其他规则之前或之后设置并无区别。

规则的匹配条件

在編写防火墙规则时，匹配条件的设置起着决定性的作用。只有清晰、准确地设置好匹配条件，防火墙才知道要对符合什么条件的数据包进行处理，避免“误杀”。匹配条件的设置主要包括三大类:通用匹配、隐含匹配、显式匹配。接下来将对于各个条件设置进行讲解：

一、通用匹配：

通用匹配也称为常规匹配，这种匹配方式可以独立使用，不依赖于其他条件或扩展模块。常见的通用匹配包括协议匹配、地址匹配、网络接口匹配。

（1）协议匹配

编写 iptables 规则时使用“-p 协议名”的形式指定，用来检查数据包所使用的网络协议(--protocol)，如 tcp、udp、icmp 和 a1l(针对所有 IP 数据包)等，可用的协议类型存放于 Linux系统的/etc/procotols 文件中。例如，若要丢弃通过 icmp 协议访问防火墙本机的数据包，允许转发经过防火墙的除 icmp 协议之外的数据包，可以执行以下操作:

[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p icmp j DROP
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD !-p icmp -j ACCEPT

（2）地址匹配

编写 iptables 规则时使用“-s 源地址”或“-d 目标地址”的形式指定，用来检查数据包的源地址(--source)或目标地址(--destination)。IP 地址、网段地址等都是可以接受的，但不建议使用主机名、域名地址(解析过程会影响效率)。例如，若要拒绝转发源地址为 192.168.1.11 的数据，允许
转发源地址位于 192.168,7.0/24 网段的数据，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -S 192.168.1.11 -J REJECT
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -S 192.168.7.0/24 -J ACCEPT

当遇到小规模的网络扫描或攻击时，封锁 IP 地址是比较有效的方式。例如，若检测到来自某个网段(如 10.20.30.0/24)的频繁扫描、登录穷举等不良企图，可立即添加防火墙规则进行封锁。

[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -s 10.20.30.0/24 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -I FORWARD -s 10,20.30.0/24 -j DROP

（3）网络接口匹配

编写 iptables 规则时使用“-1 接口名”和“-0 接口名”的形式，用于检査数据包从防火墙的哪-个接口进入或发出，分别对应入站网卡(--in-interface)、出站网卡(--out-interface)例如,若要丢弃从外网接口(ens33)访问防火墙本机且源地址为私有地址的数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables A INPUT i ens33 s 10.0.0.0/8 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT i ens33 -s 172.16.0.0/16 -j DROP
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -i ens33 -s 192.168.0.0/16 -j DROP

二、隐含匹配：

（1）端口匹配

编写 iptables 规则时使用“--sport 源端口”或“--dport 日标端口”的形式，针对的协议为TCP 或 UDP，用来检查数据包的源端口(--source-port)或目标端口(--destination-port)。单个端口号或者以冒号“:”分隔的端口范围都是可以接受的，但不连续的多个端口不能采用这种方式。例如,若要允许为网段 192,168,4.0/24 转发 DNS 查询数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -s 192,168.4.0/24 -p udp --dport 53 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -d 192,168.4.0/24 -p udp --sport 53 -j ACCEPT

再例如，构建 Vsftpd 服务器时，若要开放 28、21 端口，以及用于被动模式的端口范围为 24500-24688，可以参考以下操作设置防火墙规则。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:21 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 24500:24600 -j ACCEPT

（2）ICMP匹配

编写 iptables 规则时使用“--icmp-type ICMP 类型”的形式,针对的协议为 ICMP,用来检查 ICMP数据包的类型(--icmp-type)。ICMP 类型使用字符串或数字代码表示，如“Echo-Request”(代码为“Echo-Reply”(代码为 6)、“Destination-Unreachable”(代码为 3)，分别对应 ICMP 协8、议的请求、回显、目标不可达。例如，若要禁止从其他主机 ping 本机，但是允许本机 ping 其他主机,可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT p icmp -icmp-type 8 -j DROp
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type 3 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -p icmp -j DROP

关于可用的 ICMP 协议类型，可以执行“iptables -p icmp -h”命令，在帮助信息的最后部分列出了所有支持的类型。

[root@localhost ~]# iptables -p icmp -h … //省略部分内容
Valid IcMp Types:
any
echo-reply(pong)
destination.unreachable
network-unreachable
host-unreachable … //省略部分内容

三、显式匹配：

（1）多端口匹配：

编写 iptables 规则时使用“-m multiport --dports 端口列表”、“-m multiport --sports 端口列表”的形式，用来检査数据包的源端口、目标端口，多个端口之间以逗号进行分隔。例如，若要允许本机开放 25、80、110、143 端口，以便提供电子邮件服务，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A INpUT -p tcp -m multiport --dport 25,88,118,143 -j ACCEPT

（2）IP范围匹配：

编写 iptables 规则时使用“-m iprange --src-range Ip 范围”、“-m iprange --dst-rangeIP 范围”的形式，用来检査数据包的源地址、目标地址，其中 IP 范围采用“起始地址-结束地址”的形式表示。例如，若要禁止转发源 IP 地址位于 192.168.4.21 与 192.168.4.28 之间的 TCP 数据包，可以执行以下操作。

[root@localhost ]# iptables -A FoRWARD -p tcp -m iprange --src-range192.168.4.21-192.168.4.28 -j DROP

（3）MAC地址匹配：

编写 iptables 规则时使用“-m mac--mac-source MAC 地址”的形式，用来检査数据包的源 MAC地址。由于 MAC地址本身的局限性，此类匹配条件一般只适用于内部网络。例如，若要根据 MAC 地址封锁主机，禁止其访问本机的任何应用，可以参考以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:0c:29:c0:55:3f -j DROP

（4）状态匹配：

编写 iptables 规则时使用“-m state --state 连接状态”的形式，基于 iptables 的状态跟踪机制用来检査数据包的连接状态(state)。常见的连接状态包括 NEW(与任何连接无关的)、ESTABLISHED
(响应请求或者已建立连接的)和 RELATED(与已有连接有相关性的，如FTP 数据连接)。例如，若要禁止转发与正常 TCP 连接无关的非--syn 请求数据包(如伪造的网络攻击数据包)，可以执行以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -A FORWARD -m state --state NEW -p tcp ! .-syn -j DROP

再例如，若只开放本机的 web 服务(88 端口)，但对发给本机的 TCP 应答数据包予以放行，其他入站数据包均丢弃，则对应的入站控制规则可参考以下操作。

[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p tcp -m multiport --dport 80 -j ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p tcp -m state --state ESTABLISHED -J ACCEPT
[root@localhost ~]# iptables -P INPUT DROP

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