iptables SNAT DNAT

SNAT 策略概述

SNAT全称为：Source Network Address Translation 源地址转换
SNAT 是 Linux 防火墙的一种地址转换操作，iptables 命令中的一种数据包控制类型；
SNAT作用：根据指定条件修改数据包的源 IP 地址。
随着 IP 地址资源逐渐减少，使企业难以申请公网 IP 地址，或只能承认一个或者少数几个公网 IP 地址的费用，所以在大部分企业中将面临着局域网内的主机接入 Internet 的需求。采用小型的企业网络，通过在网关中应用 SNAT 策略，可解决局域网共享上网的问题。
Linux 网关服务器需通过两块网卡 eth1、eth2分别连接 Internet 和 局域网，来分析局域网主机访问 Internet 的情况。
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局域网各主机正确设置 IP 地址 / 子网掩码 / 默认网关地址

Eth1: 192.168.3.111/24 Gw : 192.168.3.1
Eth2: 192.168.1.7/24 (连接内网网卡不配置网关)

  1. # ip a
  2. 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
  3.     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
  4.     inet 127.0.0.1/8 scope host lo
  5.     inet6 ::1/128 scope host 
  6.        valid_lft forever preferred_lft forever
  7. 2: eth2: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
  8.     link/ether 00:0c:29:f9:55:5b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  9.     inet 192.168.1.7/24 brd 192.168.1.255 scope global eth2
  10.     inet6 2409:8a00:30f8:4d70:20c:29ff:fef9:555b/64 scope global dynamic 
  11.        valid_lft 259010sec preferred_lft 172610sec
  12.     inet6 fe80::20c:29ff:fef9:555b/64 scope link 
  13.        valid_lft forever preferred_lft forever
  14. 3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
  15.     link/ether 00:0c:29:f9:55:65 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  16.     inet 192.168.3.111/24 brd 192.168.3.255 scope global eth1
  17.     inet6 fe80::20c:29ff:fef9:5565/64 scope link 
  18.        valid_lft forever preferred_lft forever
  19. # route -n
  20. Kernel IP routing table
  21. Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
  22. 192.168.3.0     0.0.0.0         255.255.255.0   U     1      0        0 eth1
  23. 192.168.1.0     0.0.0.0         255.255.255.0   U     1      0        0 eth2
  24. 0.0.0.0         192.168.1.1     0.0.0.0         UG    0      0        0 eth2

关闭防火墙和 selinux

  1. # service iptables stop
  2. iptables：将链设置为政策 ACCEPT：filter                    [确定]
  3. iptables：清除防火墙规则：                                 [确定]
  4. iptables：正在卸载模块：                                   [确定]
  5. # setenforce 0

只开启路由转发，未设置地址转换的情况

作为网关的 Linux 服务器必须打开路由转发，才能与多个网络进行连通。
未使用地址转换策略时，从局域网 PC 192.168.1.123 访问 Internet 的数据包经过网关转发后其源 IP 低至保持不变，当 Internet 中的主机收到这样的请求数据包后，响应数据包将无法正确返回，从而导致访问失败。(私网地址不能在 Internet 中正常路由)
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开启路由转发，并设置 SNAT 转换的情况

在网关服务器中正确应用 SNAT 策略，数据包转发情况就不一样了。
局域网 PC 访问 Internet 的数据包到达网关服务器时，先进行路由选择，若发现该数据包需要从外网接口 eth1 向外转发，则将其源 IP 地址 192.168.1.123 修改为网关的外网接口地址 192.168.3.111，然后才发送给目标主机 192.168.3.112。
从网关服务器的公网 IP 地址提交数据访问请求，目标主机可正确返回响应数据包，来实现局域网 PC 共享同一个公网 IP 地址接入 Internet。
SNAT 转换地址的过程中，网关服务器会根据之前建立的 SNAT 映射，将响应数据包正确返回局域网中的源主机。只要连接的第一个包被 SNAT 处理了，这连接及对应数据流的其他包会自动的被进行 SNAT 处理。Internet 中的服务器其实不知道局域网 PC 的 IP 地址，其中间的转换完全由网关主机完成，可起到内网保护的作用。
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SNAT 策略应用

SNAT 策略应用：是为局域网共享上网提供接入策略，处理数据包的切入时机是在路由选择后进行，是将局域网外发数据包的源 IP 地址修改为网关服务器的外网接口 IP 地址。
SNAT 策略用在 nat 表的 postrouting 链。
编写 SNAT 策略时，需使用 iptables 命令结合--to-source IP 地址选项来指定修改后的源 IP 地址。

共享固定 IP 地址上网

  • Linux 网关服务器通过两块网卡eth1、eth2分别连接 Internet 和 局域网。
  • 所有局域网 PC 的默认网关设置为：192.168.1.7，且已经设置了 DNS 服务器。

  • 要求 192.168.3.0/24 网段的 PC 能够通过共享方式正常访问 Internet。

    打开网关的路由转发

    IP 转发是实现路由功能的关键，对应 /proc 文件系统中的 ip_forward 设置。
    当值为 1 时表示开启，为 0 时表示关闭。
    使用 Linux 主机作为网关设备，可修改sysctl.conf 配置文件，需永久开启路由转发功能。

    1. # vi /etc/sysctl.conf 
    2. 7 net.ipv4.ip_forward = 1                   # 将第 7 行的配置由原来的 0 改为 1
    3. # sysctl -p                                 # 读取修改后的配置

    测试过程中，可临时开启路由转发。

    1. # echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 
    2. # sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
    3. net.ipv4.ip_forward = 1

    正确设置 SNAT 策略

    针对局域网 PC 访问 Internet 的数据包采用 SNAT 策略，并将源地址改为网关的公网 IP 地址，设置防火墙规则，保持 SNAT 策略长期有效，并将相关命令写入到rc.local配置文件，方便开机后自动设置。

    1. # iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -o eth1 -j SNAT--to-source 192.168.3.111

    测试 SNAT 策略共享接入结果

    使用局域网中的 PC 便可以正常访问 Internet 中的网站了。
    被访问的网站服务器，会认为是网关主机 192.168.3.111 在访问获取 web 日志，而并不知道是否是实际企业内网的 PC 地址 192.168.3.123 在访问。
    启动一台 Windows 设备，根据实际情况配置 IP 地址，并测试连通性；
    在 Windows 操作系统上安装 IIS 服务，选择 Internet 信息服务选项即可；
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    安装完毕之后，打开浏览器输入本机的 IP 地址即可访问；

    共享动态 IP 地址上网

    iptables 提供了一个名为 masquerade 的数据包控制类型，可用来修改数据包源 IP 地址，能够自动获取外网接口的 IP 地址，不需要使用--to-source指定固定的 IP 地址。
    若要使用 MASQUERADE 伪装策略，只需去掉 SNAT 策略中的 —to-source IP 地址，然后使用 -j MASQUERADE 指定数据包控制类型。
    ADSL 宽带链接，通常连接名称为：ppp0、ppp1等等；

    1. # iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -o ppp0 -j MASQUERADE

    如果网关使用固定的公网 IP 地址，最好选择 SNAT 策略而不是 masquerade 策略，以减少不必要的系统开销。
    DNAT 策略及应用
    DNAT 全称为：Destination Network Address Translation （目标地址转换）
    DNAT 是Linux 防火墙的另一种地址转换操作，是iptables命令中的一种数据包控制类型；

    作用：根据指定条件修改数据包的目标 IP 地址和目标端口。

    DNAT 策略概述

    DNAT：用来修改目标 IP 地址和目标端口，用在 nat 表的 PREROUTING 链和 OUTPUT 链中。
    与 SNAT 相似，SNAT 用来修改源 IP 地址，用在 nat 表的 POSTROUTING 链。
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    在 Internet 环境中，所注册的网站域名必须对应合法的公网 IP 地址，Internet PC 将无法访问公司内网的服务器，除非在网关服务器中正确设置 DNAT 策略。
    Internet PC 提交的 HTTP 请求到企业的网关服务器时，网关服务器首先判断数据包的目标地址和目标端口，发现数据包需要访问本机的 80 端口，则将其目标 IP 地址修改为内网中的网站服务器 IP 地址，然后发送给内部的网站服务器。
    网关服务器会根据之前建立的 DNAT 映射，修改返回的 HTTP 应答数据包的源 IP 地址，再返回给 Internet PC 。
    Internet PC 其实不知道企业网站服务器的局域网地址，中间转换是由网关主机完成，通过设置的 DNAT 策略，企业内部的服务器就可以面向 Internet 提供服务。
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    DNAT 策略应用

    DNAT 应用：是在 Internet 中发布企业内部的服务器，处理数据包的切入时机是在路由选择之前进行。将访问网关外网接口 IP 地址的数据包的目标地址修改为实际提供服务的内部服务器的 IP 地址。
    使用 iptables 命令设置 DNAT 策略时，需要结合--to-destination IP 地址选项来指定内部服务器的 IP 地址。

    发布企业内部的 web 服务器

  • 公司需注册网站域名，IP 地址为 192.168.3.111

  • 公司的网站服务器位于局域网内，IP 地址为 192.168.3.112
  • 要求能够从 Internet 中通过访问网站域名来查看公司的网站内容
    打开网关的路由转发
    1. # vi /etc/sysctl.conf 
    2. 7 net.ipv4.ip_forward = 1                   # 将第 7 行的配置由原来的 0 改为 1
    3. # sysctl -p                                 # 读取修改后的配置
    正确设置 DNAT 策略
    针对 Internet 中的任意主机访问网关 80 端口的数据包，将目标地址修改为位于内网的网站服务器 IP 地址。
    1. # iptables -t nat -A PREROUTING -i eth2 -d 192.168.1.7 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.3.112
    2. # iptables -t nat -L -n -v
    3. Chain PREROUTING (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
    4. pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         
    5.   0     0 DNAT       tcp  --  eth2   *       0.0.0.0/0            192.168.1.7         tcp dpt:80 to:192.168.3.112 
    6. Chain POSTROUTING (policy ACCEPT 1 packets, 136 bytes)
    7. pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         
    8. Chain OUTPUT (policy ACCEPT 1 packets, 136 bytes)
    9. pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
    测试 DNAT 发布结果
    在网站服务器 192.168.3.112 中正确设置，启动 web 服务，测试网页，可自定义修改首页文件，然后通过 Internet 中的客户机访问网站，不做 DNS 解析，也可直接访问。

    发布企业内部的 OpenSSH 服务器

    DNAT 策略：用来修改数据包的目标 IP 地址，但在需要时也可修改目标端口号。
    配置 OpenSSH 服务
    在网关，网站服务器中开启 OpenSSH 服务，分别使用 2345、22 端口。
    网关的 sshd 服务因直接面向 Internet，因此不使用默认端口。
    打开网关的路由转发
    1. # vi /etc/sysctl.conf 
    2. 7 net.ipv4.ip_forward = 1                   # 将第 7 行的配置由原来的 0 改为 1
    3. # sysctl -p                                 # 读取修改后的配置
    正确设置 DNAT 策略
    网关本机的 sshd 服务直接面向 Internet，不需要地址转换，但网站服务器位于内网，需通过 DNAT 策略进行发布。
    网关设置防火墙规则，修改访问外网的 IP 地址 2346 端口的数据包，及修改目标地址和端口，便于转发给网站服务器。
    1. # iptables -t nat -A PREROUTING -i eth2 -d 192.168.1.7 -p tcp --dport 2346 -j DNAT --to-destination 192.168.3.112:22
    测试 DNAT 发布结果
    使用ssh -p 2345 / 2346 用户名@eth2 IP 地址即可登录网关服务器