【计算机网络】9、iptables 查看, 添加, 删除规则, 查看服务状态_查看iptables状态

一、防火墙

从逻辑上，可以分为主机防火墙和网络防火墙。

• 主机防火墙：防护单个主机
• 网络防火墙：在网络入口，防护背后的整个本地局域网

从物理上，可以分为硬件防火墙和软件防火墙。

• 硬件防火墙：性能高，成本也高
• 软件防火墙：应用软件的处理逻辑，性能低，成本低

1.1 iptables

官网入口：https://www.netfilter.org/projects/iptables/index.html
官网文档：https://www.frozentux.net/iptables-tutorial/iptables-tutorial.html

iptables 只是一个用户空间的命令行 client，用户通过它修改 【内核空间 netfilter 安全框架（framework）】。

netfilter 和 iptables 共同组成 linux 平台下的防火墙，实现 包过滤、重定向、网络地址转换（NAT）等功能。

1.2 netfilter

https://www.netfilter.org/
netfilter 是 linux 内核的一个数据包处理模块，它有如下功能：

• 网络地址转换（Network Address Translate）
• 数据包内容修改
• 数据包过滤

所以说，虽然我们使用service iptables start启动iptables”服务”，但是其实准确的来说，iptables并没有一个守护进程，所以并不能算是真正意义上的服务，而应该算是内核提供的功能。

二、iptables 基础

iptables 按 rule 办事，一般描述为：如果数据包头符合这样的条件，就这样处理这个数据包。

规则存储在内核空间的 “信息包过滤表”中，指定了源地址、目的地址、传输协议（如 TCP、UDP、ICMP）、服务类型（如HTTP、FTP、SMTP 等）。

当数据包和规则匹配时，执行 accept、reject、drop 等措施。

iptables 可以添加、修改、删除这些规则。

【这样说可能并不容易理解，我们换个更容易理解的角度，从头说起。】

当客户端访问服务器的web服务时，客户端发送报文到网卡，而tcp/ip协议栈是属于内核的一部分，所以，客户端的信息会通过内核的TCP协议传输到用户空间中的web服务中，而此时，客户端报文的目标终点为web服务所监听的套接字（IP：Port）上，当web服务需要响应客户端请求时，web服务发出的响应报文的目标终点则为客户端，这个时候，web服务所监听的IP与端口反而变成了原点，我们说过，netfilter才是真正的防火墙，它是内核的一部分，所以，如果我们想要防火墙能够达到”防火”的目的，则需要在内核中设置关卡，所有进出的报文都要通过这些关卡，经过检查后，符合放行条件的才能放行，符合阻拦条件的则需要被阻止，于是，就出现了input关卡和output关卡，而这些关卡在iptables中不被称为”关卡”,而被称为”链”。

其实我们上面描述的场景并不完善，因为客户端发来的报文访问的目标地址可能并不是本机，而是其他服务器，当本机的内核支持IP_FORWARD时，我们可以将报文转发给其他服务器，所以，这个时候，我们就会提到iptables中的其他”关卡”，也就是其他”链”，他们就是 “路由前”、”转发”、”路由后”，他们的英文名是 PREROUTING、FORWARD、POSTROUTING

也就是说，当我们启用了防火墙功能时，报文需要经过如下关卡，也就是说，根据实际情况的不同，报文经过”链”可能不同。如果报文需要转发，那么报文则不会经过input链发往用户空间，而是直接在内核空间中经过forward链和postrouting链转发出去的。

2.1 链的概念

现在，我们想象一下，这些”关卡”在iptables中为什么被称作”链”呢？我们知道，防火墙的作用就在于对经过的报文匹配”规则”，然后执行对应的”动作”,所以，当报文经过这些关卡的时候，则必须匹配这个关卡上的规则，但是，这个关卡上可能不止有一条规则，而是有很多条规则，当我们把这些规则串到一个链条上的时候，就形成了”链”,所以，我们把每一个”关卡”想象成如下图中的模样 ，这样来说，把他们称为”链”更为合适，每个经过这个”关卡”的报文，都要将这条”链”上的所有规则匹配一遍，如果有符合条件的规则，则执行规则对应的动作。

五链如下：

• PREROUTING 数据包刚进入网络层 , 路由之前
• INPUT 路由判断，流入用户空间
• OUTPUT 用户空间发出，后接路由判断出口的网络接口
• FORWARD 路由判断不进入用户空间，只进行转发
• POSTROUTING 数据包通过网络接口出去

示例：

• 到本机某进程的报文：PREROUTING –> INPUT
• 由本机转发的报文：PREROUTING –> FORWARD –> POSTROUTING
• 由本机的某进程发出报文（通常为响应报文）：OUTPUT –> POSTROUTING

2.2 表的概念

我们再想想另外一个问题，我们对每个”链”上都放置了一串规则，但是这些规则有些很相似，比如，A类规则都是对IP或者端口的过滤，B类规则是修改报文，那么这个时候，我们是不是能把实现相同功能的规则放在一起呢，必须能的。

有相同规则的集合，称为表。iptables 已经定义了 4 种表，每种表都对应了不同的功能，而我们定义的规则也都逃脱不了这4种功能的范围，所以，学习iptables之前，我们必须先搞明白每种表的作用。

• filter 表：负责过滤功能，即防火墙。内核模块是 iptables_filter
• nat 表：Network Address Translation，即网络地址转换功能。内核模块是 iptable_nat
• mangle 表：拆解报文，做出修改，重新封装。内核模块是 iptable_mangle
• raw 表：关闭 nat 表上启用的连接追踪机制。内核模块是 iptable_raw

也就是说，我们自定义的所有规则，都是这四种分类中的规则，或者说，所有规则都存在于这4张”表”中。

表的优先级关系：raw > mangle > nat > filter。

2.3 表链关系

但是我们需要注意的是，某些”链”中注定不会包含”某类规则”，就像某些”关卡”天生就不具备某些功能一样，比如，A”关卡”只负责打击陆地敌人，没有防空能力，B”关卡”只负责打击空中敌人，没有防御步兵的能力，C”关卡”可能比较NB，既能防空，也能防御陆地敌人，D”关卡”最屌，海陆空都能防。

那让我们来看看，每个”关卡”都有哪些能力，或者说，让我们看看每个”链”上的规则都存在于哪些”表”中。

我们还是以图为例，先看看prerouting”链”上的规则都存在于哪些表中。

注意：下图只用于说明prerouting链上的规则存在于哪些表中，并没有描述表的顺序。

这幅图是什么意思呢？它的意思是说，prerouting”链”只拥有nat表、raw表和mangle表所对应的功能，所以，prerouting中的规则只能存放于nat表、raw表和mangle表中。

那么，根据上述思路，我们来总结一下，每个”关卡”都拥有什么功能，或者说，每个”链”中的规则都存在于哪些”表”中。

• PREROUTING 的规则可以存在于：raw表，mangle表，nat表。
• INPUT 的规则可以存在于：mangle表，filter表，（centos7中还有nat表，centos6中没有）。
• FORWARD 的规则可以存在于：mangle表，filter表。
• OUTPUT 的规则可以存在于：raw表mangle表，nat表，filter表。
• POSTROUTING 的规则可以存在于：mangle表，nat表。

2.3.1 从表入手

但是，我们在实际的使用过程中，往往是通过”表”作为操作入口，对规则进行定义的，之所以按照上述过程介绍iptables，是因为从”关卡”的角度更容易从入门的角度理解，但是为了以便在实际使用的时候，更加顺畅的理解它们，此处我们还要将各”表”与”链”的关系罗列出来，

表（功能）<–> 链（钩子）：

• raw 表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，OUTPUT
• mangle 表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT，POSTROUTING
• nat 表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，OUTPUT，POSTROUTING（centos7中还有INPUT，centos6中没有）
• filter 表中的规则可以被哪些链使用：INPUT，FORWARD，OUTPUT

2.3.2 表的优先级

其实我们还需要注意一点，因为数据包经过一个”链”的时候，会将当前链的所有规则都匹配一遍，但是匹配时总归要有顺序，我们应该一条一条的去匹配，而且我们说过，相同功能类型的规则会汇聚在一张”表”中，那么，哪些”表”中的规则会放在”链”的最前面执行呢，这时候就需要有一个优先级的问题，我们还拿prerouting”链”做图示。

prerouting链中的规则存放于三张表中，而这三张表中的规则执行的优先级如下：

raw –> mangle –> nat

但是我们知道，iptables为我们定义了4张”表”,当他们处于同一条”链”时，执行的优先级如下。

优先级次序（由高而低）：

raw –> mangle –> nat –> filter

但是我们前面说过，某些链天生就不能使用某些表中的规则，所以，4张表中的规则处于同一条链的目前只有output链，它就是传说中海陆空都能防守的关卡。

2.3.3 自定义链

为了更方便的管理，我们还可以在某个表里面创建自定义链，将针对某个应用程序所设置的规则放置在这个自定义链中，但是自定义链接不能直接使用，只能被某个默认的链当做动作去调用才能起作用，我们可以这样想象，自定义链就是一段比较”短”的链子，这条”短”链子上的规则都是针对某个应用程序制定的，但是这条短的链子并不能直接使用，而是需要”焊接”在iptables默认定义链子上，才能被IPtables使用，这就是为什么默认定义的”链”需要把”自定义链”当做”动作”去引用的原因。这是后话，后面再聊，在实际使用时我们即可更加的明白。

2.4 数据经过防火墙的流程

结合上述所有的描述，我们可以将数据包通过防火墙的流程总结为下图：

我们在写Iptables规则的时候，要时刻牢记这张路由次序图，灵活配置规则。

我们将经常用到的对应关系重新写在此处，方便对应图例查看。

链的规则存放于哪些表中（从链到表的对应关系）：

• PREROUTING 的规则可以存在于：raw表，mangle表，nat表。
• INPUT 的规则可以存在于：mangle表，filter表，（centos7中还有nat表，centos6中没有）。
• FORWARD 的规则可以存在于：mangle表，filter表。
• OUTPUT 的规则可以存在于：raw表mangle表，nat表，filter表。
• POSTROUTING 的规则可以存在于：mangle表，nat表。

表中的规则可以被哪些链使用（从表到链的对应关系）：

• raw 表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，OUTPUT
• mangle 表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，INPUT，FORWARD，OUTPUT，POSTROUTING
• nat 表中的规则可以被哪些链使用：PREROUTING，OUTPUT，POSTROUTING（centos7中还有INPUT，centos6中没有）
• filter 表中的规则可以被哪些链使用：INPUT，FORWARD，OUTPUT

下图中nat表在centos7中的情况就不再标明。

2.5 规则的概念

说了一圈又说回来了，在上述描述中我们一直在提规则，可是没有细说，现在说说它。

先说说规则的概念，然后再通俗的解释它。

规则：根据指定的匹配条件来尝试匹配每个流经此处的报文，一旦匹配成功，则由规则后面指定的处理动作进行处理；

那么我们来通俗的解释一下什么是iptables的规则，之前打过一个比方，每条”链”都是一个”关卡”，每个通过这个”关卡”的报文都要匹配这个关卡上的规则，如果匹配，则对报文进行对应的处理，比如说，你我二人此刻就好像两个”报文”，你我二人此刻都要入关，可是城主有命，只有器宇轩昂的人才能入关，不符合此条件的人不能入关，于是守关将士按照城主制定的”规则”，开始打量你我二人，最终，你顺利入关了，而我已被拒之门外，因为你符合”器宇轩昂”的标准，所以把你”放行”了，而我不符合标准，所以没有被放行，其实，”器宇轩昂”就是一种”匹配条件”，”放行”就是一种”动作”，”匹配条件”与”动作”组成了规则。

了解了规则的概念，那我们来聊聊规则的组成部分,此处只是大概的将规则的结构列出，后面的文章中会单独对规则进行总结。

规则由匹配条件和处理动作组成。

匹配条件：匹配条件分为基本匹配条件与扩展匹配条件

• 基本匹配条件：源地址Source IP，目标地址 Destination IP。上述内容都可以作为基本匹配条件。
• 扩展匹配条件：除了上述的条件可以用于匹配，还有很多其他的条件可以用于匹配，这些条件泛称为扩展条件，这些扩展条件其实也是netfilter中的一部分，只是以模块的形式存在，如果想要使用这些条件，则需要依赖对应的扩展模块。源端口Source Port, 目标端口Destination Port。上述内容都可以作为扩展匹配条件

处理动作
处理动作在iptables中被称为target（这样说并不准确，我们暂且这样称呼），动作也可以分为基本动作和扩展动作。
此处列出一些常用的动作，之后的文章会对它们进行详细的示例与总结：

• ACCEPT：允许数据包通过。
• DROP：直接丢弃数据包，不给任何回应信息，这时候客户端会感觉自己的请求泥牛入海了，过了超时时间才会有反应。
• REJECT：拒绝数据包通过，必要时会给数据发送端一个响应的信息，客户端刚请求就会收到拒绝的信息。
• SNAT：源地址转换，解决内网用户用同一个公网地址上网的问题。
• MASQUERADE：是SNAT的一种特殊形式，适用于动态的、临时会变的ip上。
• DNAT：目标地址转换。
• REDIRECT：在本机做端口映射。
• LOG：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，也就是说除了记录以外不对数据包做任何其他操作，仍然让下一条规则去匹配。

三、操作

iptables 可在 tcp 协议栈层面限制访问，常用于解决现场的各漏洞。

场景：现场有 a、b、c 三个机器组成的 postgres 集群（端口为5432），希望只让 d、e 访问，而不让其他任何机器（如 f、g）访问。

设置步骤如下：

3.1 设置其他机器均无法访问 a、b、c 机器的 5432 端口

iptables -I(或-A) INPUT -p tcp --dport 5432 -j DROP
# -I 为 insert 一条规则到 chain 的开头（默认行为）
# -A 为 append 一条规则到 chain 的末尾
# -p 为 指定 protocol
# -d 为 指定 destination 为 port 5432
# -j DROP 为 指定 jump 策略为 DROP（丢弃）
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设置完后，可用 telnet 测试，可看到其他机器已无法访问 a、b、c 的 5432 端口了

root@192.168.2.d: telnet 192.168.2.a 5432
Trying 192.168.2.a...
^C

root@192.168.2.g: telnet 192.168.2.a 5432
Trying 192.168.2.a...
^C
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3.2 设置 d、e 可访问 a、b、c 的 5432 端口

# 设置数据库集群ip(a、b、c)可以访问
# -I 为 INSERT 一条规则到 chain 的开头（默认行为）
# -j ACCPET 为 指定 jump 策略为 ACCEPT（畅通）
iptables -I INPUT -s 127.0.0.1     -p tcp  --dport 5432    -j ACCEPT
iptables -I INPUT -s 192.168.2.a   -p tcp  --dport 5432    -j ACCEPT
iptables -I INPUT -s 192.168.2.b   -p tcp  --dport 5432    -j ACCEPT
iptables -I INPUT -s 192.168.2.c   -p tcp  --dport 5432    -j ACCEPT
iptables -I INPUT -s 10.244.0.0/16 -p tcp  --dport 1:65535 -j ACCEPT

# 设置其他需要访问数据的ip(d、e)
iptables -I INPUT -s 192.168.2.d -p tcp --dport 5432 -j ACCEPT
iptables -I INPUT -s 192.168.2.e -p tcp --dport 5432 -j ACCEPT
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设置完后，期望 d、e 允许访问 a、b、c 的 5432 端口，而 f、g 无法访问：

root@192.168.2.d: telnet 192.168.2.a 5432
Trying 192.168.2.a...
Connected to 192.168.2.a.
Escape character is '^]'

root@192.168.2.e: telnet 192.168.2.a 5432
Trying 192.168.2.a...
Connected to 192.168.2.a.
Escape character is '^]'

root@192.168.2.f: telnet 192.168.2.a 5432
Trying 192.168.2.a...
^C

root@192.168.2.g: telnet 192.168.2.a 5432
Trying 192.168.2.a...
^C
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3.3 检查业务是否受到影响

检查 a、b、c、d、e、f、g、h 各机器和 5432 端口相关的服务，是否有报错（如网络连不上等）。

可通过如下命令查看已设置的规则：

iptables -L INPUT -n --line-numbers
# -L 为 --list 所有规则
# -n 为 --numeric，会打印 ip 和 port （默认仅显示 host name)
# --line-numbers 打印第一列的序号，方便查看有几个
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3.4 查看规则

iptables -vnL --line-number
命令用于显示当前防火墙规则的状态，并提供有关每个规则的详细信息(包括数据包和字节计数，并以数字形式显示 IP 地址和端口号)。下面是该命令的参数含义：
-v：显示详细信息，包括数据包和字节计数。
-n：以数字形式显示 IP 地址和端口号，而不进行反向解析（不显示域名）。
-L：列出防火墙规则。
--line-number: 显示序号, 方便后续根据序号删除等

$ iptables -vnL --line-number
Chain INPUT (policy ACCEPT 389K packets, 52M bytes)
num   pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
1        0     0 DROP       tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.21.56
2     1692  114K DROP       tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:5432
3        0     0 REJECT     tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:5432 reject-with icmp-port-unreachable
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3.5 删除规则

根据序列号删除指定一条防火墙规则：

iptables -D INPUT 3 # 删除INPUT的第三条已添加规则，这里3代表第几行规则
1

示例:

# 执行前, -D INPUT 的 num2 和 num3 是手动添加的
$ iptables -vnL --line-number
Chain INPUT (policy ACCEPT 389K packets, 52M bytes)
num   pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
1        0     0 DROP       tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.21.56
2     1692  114K DROP       tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:5432
3        0     0 REJECT     tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:5432 reject-with icmp-port-unreachable


# 删除 -D INPUT 的第 3 条规则和第 2 条规则
$ iptables -D INPUT 3
$ iptables -D INPUT 2


# 执行后, -D INPUT 的 num2 和 num3 已经被删除了
$ iptables -vnL --line-number
Chain INPUT (policy ACCEPT 10739 packets, 2285K bytes)
num   pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
1        0     0 DROP       tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            0.0.21.56
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3.6 查看服务状态

#iptables防火墙
service iptables status #查看iptables防火墙状态
service iptables start #开启防火墙
service iptables stop #停止防火墙

#firewall防火墙
systemctl status firewalld #查看firewall防火墙服务状态
service firewalld start #开启防火墙
service firewalld stop #关闭防火墙
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