一、安全技术和防火墙
二、iptables工具的使用
- 环境准备
Centos 7，8：
- 3、chain 👉 INPUT
- 4、匹配条件
注意： centos6 不支持kerneltz ，—localtz指定本地时区(默认)
- 规则保存
三、网络防火墙
- FORWARD链实现内外网络的流量控制
- NAT表

一、安全技术和防火墙

安全技术

入侵检测与管理系统（Intrusion Detection Systems）：特点是不阻断任何网络访问，量化、定位来自内外网络的威胁情况，主要以提供报告和事后监督为主，提供有针对性的指导措施和安全决策依据。一般采用旁路部署方式
入侵防御系统（Intrusion Prevention System）：以透明模式工作，分析数据包的内容如：溢出攻击、拒绝服务攻击、木马、蠕虫、系统漏洞等进行准确的分析判断，在判定为攻击行为后立即予以阻断，主动而有效的保护网络的安全，一般采用在线部署方式
防火墙（ FireWall ）：隔离功能，工作在网络或主机边缘，对进出网络或主机的数据包基于一定的规则检查，并在匹配某规则时由规则定义的行为进行处理的一组功能的组件，基本上的实现都是默认情况下关闭所有的通过型访问，只开放允许访问的策略

防火墙分类
按保护范围划分：
主机防火墙：服务范围为当前一台主机
网络防火墙：服务范围为防火墙一侧的局域网

按实现方式划分:

硬件防火墙：在专用硬件级别实现部分功能的防火墙；另一个部分功能基于软件实现，如：华为，天融信，启明星辰，绿盟，Checkpoint，NetScreen(Juniper2004年40亿美元收购)等
软件防火墙：运行于通用硬件平台之上的防火墙的应用软件，ISA —> Forefront TMG

按网络协议划分：★

网络层防火墙：OSI模型下四层，又称为包过滤防火墙
应用层防火墙/代理服务器：代理网关，OSI模型七层

提示：现实生产环境中所使用的防火墙一般都是二者结合体，即先检查网络数据，通过之后再送到应用层去检查

Netfilter

Linux防火墙是由Netfilter组件提供的，Netfilter工作在内核空间，集成在linux内核中。
Netfilter 是Linux 2.4.x之后新一代的Linux防火墙机制，是linux内核的一个子系统。Netfilter采用模块化设计，具有良好的可扩充性，提供扩展各种网络服务的结构化底层框架。Netfilter与IP协议栈是无缝契合，并允许对数据报进行过滤、地址转换、处理等操作
Netfilter官网文档：https://netfilter.org/documentation/

[root@cent8 ~]$ grep -m 10 NETFILTER /boot/config-4.18.0-193.el8.x86_64
CONFIG_NETFILTER=y （#表示已被集成在内核中）
CONFIG_NETFILTER_ADVANCED=y
CONFIG_BRIDGE_NETFILTER=m
CONFIG_NETFILTER_INGRESS=y
CONFIG_NETFILTER_NETLINK=m
CONFIG_NETFILTER_FAMILY_BRIDGE=y
CONFIG_NETFILTER_FAMILY_ARP=y
# CONFIG_NETFILTER_NETLINK_ACCT is not set
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_QUEUE=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_LOG=m

防火墙工具：iptables, firewalld, nftables

①iptables:由软件包iptables提供的命令行工具，
工作在用户空间，用来编写规则，写好的规则被送往netfilter，告诉内核如何去处理信息包

[root@cent8 ~]$ rpm -qi iptables
[root@centos8 ~]# iptables --version
iptables v1.8.2 (nf_tables)
[root@centos8 ~]#ll /usr/sbin/iptables
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 May 11  2019 /usr/sbin/iptables -> xtables-nft-multi
范例：安装iptables的service包
[root@centos8 ~]#dnf -y install iptables-services
[root@centos8 ~]#rpm -ql iptables-services

②firewalld:从CentOS 7 版开始引入了新的前端管理工具

软件包：firewalld; firewalld-config
管理工具：firewall-cmd 命令行工具; firewall-config 图形工作

③nftables
此软件是CentOS 8 新特性,Nftables最初在法国巴黎的Netfilter Workshop 2008上发表，然后由长期的netfilter核心团队成员和项目负责人Patrick McHardy于2009年3月发布。它在2013年末合并到Linux内核中，自2014年以来已在内核3.13中可用。它重用netfilter框架的许多部分，例如连接跟踪和NAT功能。它还保留了命名法和基本iptables设计的几个部分，例如表，链和规则。就像iptables一样，表充当链的容器，并且链包含单独的规则，这些规则可以执行操作，例如丢弃数据包，移至下一个规则或跳至新链。
从用户的角度来看，nftables添加了一个名为nft的新工具，该工具替代了iptables，arptables和ebtables中的所有其他工具。从体系结构的角度来看，它还替换了内核中处理数据包过滤规则集运行时评估的那些部分。

[root@cent8 ~]$ rpm -qi nftables

范例：CentOS 8 支持三种防火墙工具
[root@centos8 ~]#systemctl status iptables.service 
● iptables.service - IPv4 firewall with iptables
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/iptables.service; disabled; vendor 
preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
[root@centos8 ~]#systemctl status firewalld.service 
● firewalld.service - firewalld - dynamic firewall daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; disabled; vendor 
preset: enabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:firewalld(1)
[root@centos8 ~]#systemctl status nftables.service 
● nftables.service - Netfilter Tables
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nftables.service; disabled; vendor 
preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:nft(8)

netfilter中五个勾子函数和报文流向

Netfilter在内核中选取五个位置放了五个hook(勾子) function(INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING)，而这五个hook function向用户开放，用户可以通过一个命令工具（iptables）向其写入规则。由信息过滤表（table）组成，包含控制IP包处理的规则集（rules），规则被分组放在链（chain）上

提示：从 Linux kernel 4.2 版以后，Netfilter 在prerouting 前加了一个 ingress 勾子函数。可以使用这个新的入口挂钩来过滤来自第2层的流量，这个新挂钩比预路由要早，基本上是 tc 命令（流量控制工具）的替代品

（netfilter 完整流程）

iptables的组成

iptables由五个表table和五个链chain以及一些规则组成
链 chain：

内置链：每个内置链对应于一个钩子函数
自定义链：用于对内置链进行扩展或补充，可实现更灵活的规则组织管理机制；只有Hook钩子调用自定义链时，才生效

五个内置链chain:INPUT,OUTPUT,FORWARD,PREROUTING,POSTROUTING
五个表table：filter、nat、mangle、raw、security

filter表：过滤规则表，根据预定义的规则过滤符合条件的数据包,默认表
nat表：network address translation 地址转换规则表
mangle：修改数据标记位规则表
raw：关闭启用的连接跟踪机制，加快封包穿越防火墙速度
security：用于强制访问控制（MAC）网络规则，由Linux安全模块（如SELinux）实现

优先级由高到低的顺序为：security -->raw-->mangle-->nat-->filter
表和链对应关系表和链对应关系

[root@cent8 ~]$ iptables -vnL -t filter
[root@cent8 ~]$ iptables -vnL -t nat
[root@cent8 ~]$ iptables -vnL -t mangle
[root@cent8 ~]$ iptables -vnL -t raw
[root@cent8 ~]$ iptables -vnL -t security
#CentOS 6 nat表不支持INPUT链

二、iptables工具的使用

规则rule：根据规则的匹配条件尝试匹配报文，对匹配成功的报文根据规则定义的处理动作作出处理，规则在链接上的次序即为其检查时的生效次序
匹配条件：默认为与条件，同时满足（规则要添加在链上，才生效；添加在自定义链上不会自动生效）
基本匹配：IP，端口，TCP的Flags（SYN,ACK等）
扩展匹配：通过复杂高级功能匹配
处理动作：称为target，跳转目标
内建处理动作：ACCEPT,DROP,REJECT,SNAT,DNAT,MASQUERADE,MARK,LOG…
自定义处理动作：自定义chain，利用分类管理复杂情形
规则添加时考量点：

要实现哪种功能：判断添加在哪张表上
报文流经的路径：判断添加在哪个链上
报文的流向：判断源和目的
匹配规则：业务需要
环境准备
```bash
Centos 7，8：
systemctl stop firewalld.service systemctl disable firewalld. service 或者systemctl disable —now firewalld. service

Centos6： service iptables stop chkconfig iptables off

<a name="Y1SFy"></a>
## 用法规则
![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/12467445/1633940419404-3138bcad-f105-4c35-9a3e-d711ebf978ca.png#clientId=ufd117d4c-ff12-4&from=paste&height=290&id=u52c887a1&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=579&originWidth=1220&originalType=binary&ratio=1&size=375740&status=done&style=none&taskId=ud44924da-387e-412f-8b82-f395560d250&width=610)
<a name="gZafd"></a>
###  1、-t table指定表 👉-t filter 
`raw`, `mangle`, `nat`, `[filter]默认`
<a name="TZmy3"></a>
###  2、SUBCOMMAND子命令  👉-A
 链管理类：  
```bash
-N：new, 自定义一条新的规则链
-E：重命名自定义链；引用计数不为0的自定义链不能够被重命名，也不能被删除
-X：delete，删除自定义的空的规则链
-P：Policy，设置默认策略；对filter表中的链而言，其默认策略有：ACCEPT：接受, DROP：丢弃

查看类：

-L：list, 列出指定鏈上的所有规则，本选项须置后
-n：numberic，以数字格式显示地址和端口号
-v：verbose，详细信息
-vv: 更详细
-x：exactly，显示计数器结果的精确值,而非单位转换后的易读值
--line-numbers：显示规则的序号
-S selected,以iptables-save 命令格式显示链上规则

常用组合：
-vnL 
-vvnxL --line-numbers

规则管理类:

-A：append，追加
-I：insert, 插入，要指明插入至的规则编号，默认为第一条
-D：delete，删除
   (1) 指明规则序号
   (2) 指明规则本身
-R：replace，替换指定链上的指定规则编号
-F：flush，清空指定的规则链
-Z：zero，置零
   iptables的每条规则都有两个计数器
 (1) 匹配到的报文的个数
 (2) 匹配到的所有报文的大小之和

清除规则：iptables -F OUTPUT

3、chain 👉 INPUT

PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT，POSTROUTING

4、匹配条件

基本：通用的，PARAMETERS
扩展：需加载模块，MATCH EXTENTIONS

(1)基本匹配条件👉-s

基本匹配条件：无需加载模块，由iptables/netfilter自行提供

[!] -s, --source address[/mask][,...]：源IP地址或者不连续的IP地址
[!] -d, --destination address[/mask][,...]：目标IP地址或者不连续的IP地址
[!] -p, --protocol protocol：指定协议，可使用数字如0（all）protocol: tcp, udp, icmp, icmpv6, udplite,esp, ah, sctp, mh or“all“   参看：/etc/protocols
[!] -i, --in-interface name：报文流入接口；只能应用于数据报文流入环节，只应用于INPUT、FORWARD、PREROUTING链
[!] -o, --out-interface name：报文流出接口；只能应用于数据报文流出的环节，只应用于FORWARD、OUTPUT、OSTROUTING链

(2)扩展匹配条件

扩展匹配条件：需要加载扩展模块（/usr/lib64/xtables/*.so），方可生效。扩展模块的查看帮助：man iptables-extensions

🔣隐式扩展

iptables 在使用-p选项指明了特定的协议时，无需再用-m选项指明扩展模块的扩展机制，不需要手动加载扩展模块

tcp协议👉—sport 80

[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配报文源端口,可为端口连续范围
[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配报文目标端口,可为连续范围
[!] --tcp-flags mask comp 
        mask 需检查的标志位列表，用,分隔 , 例如 SYN,ACK,FIN,RST,
        comp 在mask列表中必须为1的标志位列表，无指定则必须为0，用,分隔tcp协议的扩展选项

--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN     其中SYN必须为1，余下的必须为0，第一次握手
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN,ACK 第二次握手
[!] --syn：用于匹配第一次握手, 相当于：--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN
#错误包
--tcp-flags ALL ALL  
--tcp_flags ALL NONE

udp协议👉—sport 80

[!] --source-port, --sport port[:port]：匹配报文的源端口或端口范围
[!] --destination-port,--dport port[:port]：匹配报文的目标端口或端口范围

icmp协议👉——icmp-type 8

[!] --icmp-type {type[/code]|typename}
 type/code
 0/0   echo-reply icmp应答
 8/0   echo-request icmp请求

[root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -s 10.0.0.6 -p tcp --dport 21:23 -j REJECT（连续端口可用：隔开）
[root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -p tcp --syn -j REJECT    (第一次握手将被拒绝)
[root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -s 10.0.0.6 -p icmp --icmp-type 8 -j REJECT（只允许icmp请求报文）

🔣显式扩展👉-m state —state NEW

显示扩展即必须使用-m选项指明要调用的扩展模块名称，需要手动加载扩展模块：[-m matchname [per-match-options]]

multiport 以离散方式定义多端口匹配,最多指定15个端口
```bash [!] —source-ports,—sports port[,port|,port:port]… #指定多个源端口 [!] —destination-ports,—dports port[,port|,port:port]…# 指定多个目标端口 [!] —ports port[,port|,port:port]… #多个源或目标端

iptables -A INPUT -s 172.16.0.0/16 -d 172.16.100.10 -p tcp -m multiport —dports 0:22,80 -j ACCEPT iptables -A INPUT -s 10.0.0.6 -p tcp -m multiport —dports 445,139 -j REJECT


2.  iprange    指明连续的（但一般不是整个网络）ip地址范围  
```bash
[!] --src-range from[-to] 源IP地址范围
[!] --dst-range from[-to] 目标IP地址范围

iptables -A INPUT -d 172.16.1.100 -p tcp --dport 80 -m iprange --src-range 172.16.1.5-172.16.1.10 -j DROP

mac 可以指明源MAC地址,，适用于：PREROUTING, FORWARD，INPUT chains
```bash [!] —mac-source XX:XX:XX:XX:XX:XX

iptables -A INPUT -s 172.16.0.100 -m mac —mac-source 00:50:56:12:34:56 -jACCEPT iptables -A INPUT -s 172.16.0.100 -j REJECT


4.  string    对报文中的应用层数据做字符串模式匹配检测  
```bash
--algo {bm|kmp} 字符串匹配检测算法
 bm：Boyer-Moore
 kmp：Knuth-Pratt-Morris
--from offset 开始偏移
--to offset   结束偏移
[!] --string pattern 要检测的字符串模式
[!] --hex-string pattern要检测字符串模式，16进制格式

iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 80 -m string --algo bm --from 62 --string "google" -j REJECT

time 根据将报文到达的时间与指定的时间范围进行匹配（CentOS 8 此模块有问题） ```bash —datestart YYYY[-MM[-DD[Thh[:mm[:ss]]]]] 日期 —datestop YYYY[-MM[-DD[Thh[:mm[:ss]]]]] —timestart hh:mm[:ss] 时间 —timestop hh:mm[:ss] [!] —monthdays day[,day…] 每个月的几号 [!] —weekdays day[,day…] 星期几，1 - 7 分别表示星期一到星期日 —kerneltz：内核时区（当地时间），不建议使用，CentOS 7 系统默认为 UTC
注意： centos6 不支持kerneltz ，—localtz指定本地时区(默认)

iptables -A INPUT -m time —timestart 12:30 —timestop 13:30 -j ACCEPT


6.  connlimit  根据每客户端IP做并发连接数数量匹配,可防止Dos(Denial of Service，拒绝服务)攻击
```bash
--connlimit-upto #连接的数量小于等于#时匹配
--connlimit-above #连接的数量大于#时匹配

iptables -A INPUT -d 172.16.100.10 -p tcp --dport 22 -m connlimit --connlimit-above 2 -j REJECT

limit 基于收发报文的速率做匹配,令牌桶过滤器 ```bash —limit #[/second|/minute|/hour|/day] 一分钟最多访问#次 —limit-burst number #前多少个包不限制

iptables -I INPUT -d 172.16.100.10 -p icmp —icmp-type 8 -m limit —limit 10/minute —limit-burst 5 -j ACCEPT iptables -I INPUT 2 -p icmp -j REJECT（满足上面规则就接受，不满足就拒绝所有）

[root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -p icmp -m limit —limit-burst 10 —limit 20/minute -j ACCEPT [root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -p icmp -j REJECT


8.  state   可以根据“连接追踪机制”去检查连接的状态，较耗资源 

★状态类型

- **NEW**：新发起的请求；连接追踪信息库中不存在此连接的相关信息条目，因此，将其识别为第一次发出的请求
- **ESTABLISHED**：NEW状态之后，连接追踪信息库中为其建立的条目失效之前期间内所进行的通信状态
- **RELATED**：新发起的但与已有连接相关联的连接，如：ftp协议中的数据连接与命令连接之间的关系
- INVALID：无效的连接，如flag标记不正确
- UNTRACKED：未进行追踪的连接，如：raw表中关闭追踪 
```bash
[!] --state state

[root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT（#老用户允许）
[root@centos8 ~]#iptables -A INPUT -m state --state NEW -j REJECT（#新用户不允许）

★conntrack机制：追踪本机上的请求和响应之间的关系。
连接跟踪，需要加载模块： modprobe nf_conntrack_ipv4 ；当服务器连接多于最大连接数时dmesg可以观察到：kernel: ip_conntrack: table full, dropping packet错误,并且导致建立TCP连接很慢。各种状态的超时后，链接会从表中删除

已经追踪到的并记录下来的连接信息库： /proc/net/nf_conntrack
调整连接追踪功能所能够容纳的最大连接数量：/proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_max

/proc/sys/net/nf_conntrack_max
查看连接跟踪有多少条目：/proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_count ```bash [root@centos8 ~]#echo 1 > /proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_max [root@centos8 ~]#tail /var/log/messages Jul 9 21:06:32 centos8 kernel: nf_conntrack: nf_conntrack: table full, dropping packet

连接过多的解决方法两个： (1) 加大nf_conntrack_max 值 vi /etc/sysctl.conf net.nf_conntrack_max = 393216 net.netfilter.nf_conntrack_max = 393216

(2) 降低 nf_conntrack timeout时间 vi /etc/sysctl.conf net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established = 300 net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_time_wait = 120 net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_close_wait = 60 net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_fin_wait = 120 iptables -t nat -L -n

<a name="JDkS1"></a>
###  5、处理动作target👉-j
`-j targetname [per-target-options]`<br />简单： `ACCEPT`    `DROP`  <br />扩展：   `REJECT`：--reject-with:icmp-port-unreachable默认<br />`RETURN`：返回调用链<br />`REDIRECT`：端口重定向<br />`LOG`：记录日志，dmesg<br />`MARK`：做防火墙标记<br />`DNAT`：目标地址转换<br />`SNAT`：源地址转换<br />`MASQUERADE`：地址伪装<br />`自定义链`
```bash
LOG：非中断target,本身不拒绝和允许,放在拒绝和允许规则前，并将日志记录在/var/log/messages系统日志中
--log-level level   级别： debug，info，notice, warning, error, crit, alert,emerg
--log-prefix prefix 日志前缀，用于区别不同的日志，最多29个字符

iptables -I INPUT -s 10.0.0.0/24 -p tcp -m multiport --dports 80,21,22,23 -m state --state NEW -j LOG --log-prefix "new connections: " 
tail -f /var/log/messages

iptables -R INPUT 2 -p tcp --dport 21 -m state --state NEW -j LOG --log-prefix "ftp new link: "
tail -f /var/log/messages

规则优化最佳实践

规则保存

使用iptables命令定义的规则，手动删除之前，其生效期限为kernel存活期限

CentOS 7,8,ubuntu

持久保存规则：iptables-save **>** /PATH/RULES_FILE
重新加载规则：iptables-restore **>** /PATH/RULES_FILE

CentOS 6

将规则覆盖保存至/etc/sysconfig/iptables文件中：service iptables save
会自动从/etc/sysconfig/iptables 重新载入规则：service iptables restart
★开机自动重载规则
(1) 在/etc/rc.d/rc.local文件中加入规则

用脚本保存各iptables命令，让此脚本开机后自动运行，在/etc/rc.d/rc.local文件中添加脚本路径
开机时自动载入规则保存文件中的规则，在/etc/rc.d/rc.local文件添加规则文件中的规则

(2) 安装iptables-services（ CentOS 7，8 ）

[root@cent7 ~]$ yum install iptables-services
[root@cent7 ~]$ cp /data/iptables.rule /etc/sysconfig/iptables -b
[root@cent7 ~]$ systemctl enable iptables.service    （#将服务设为开机启动即可）

[root@cent7 ~]$ iptables-save > /etc/sysconfig/iptables    （#将规则写入到/etc/sysconfig/iptables）
[root@cent7 ~]$ systemctl restart iptables.service    （#将服务重新加载一下）

三、网络防火墙

FORWARD链实现内外网络的流量控制

NAT表

SNAT —to-source ExtIP

iptables -t nat -A POSTROUTING -s LocalNET ! -d LocalNet -j SNAT --to-source ExtIP
iptables -t nat -A POSTROUTING -s LocalNET ! -d LocalNet -j MASQUERADE

DNAT —to-destination InterSeverIP

ptables -t nat -A PREROUTING -d ExtIP -p tcp --dport PORT -j DNAT --to-destination InterSeverIP[:PORT]

Linux学习

12.Linux防火墙