防火墙基础

安全技术

  • 入侵检测系统：以提供报警和事后监督为主，不采取措施

  • 入侵防御系统 ：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。（必经之路）

  • 防火墙：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,会将希望外网访问的主机放在DMZ (demilitarized zone)网络中.

防火墙的分类

传输层                   端口              防火墙
网络层                   ip                  路由器 三层 
数据链路层            mac              交换机

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， 山石hillstone,天融信，启明星辰，绿盟，深信服, PaloAlto , fortinet, Cisco, 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，Windows 防火墙 ISA --> Forefront

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：proxy 代理网关，OSI模型七层

包过滤防火墙

网络层对数据包进行选择，选择的依据是系统内设置的过滤逻辑，被称为访问控制列表（ACL），通过检查数据流中每个数据的源地址，目的地址，所用端口号和协议状态等因素，或他们的组合来确定是否 允许该数据包通过

优点：对用户来说透明，处理速度快且易于维护

缺点：无法检查应用层数据，如病毒等

应用层防火墙

应用层防火墙/代理服务型防火墙，也称为代理服务器（Proxy Server)

将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段

内外网用户的访问都是通过代理服务器上的“链接”来实现优点：在应用层对数据进行检查，比较安全

缺点：增加防火墙的负载

正反向代理

正向代理：（翻墙），代理的是客户端，绕开防火墙限制，加快访问速度

反向代理：代理的是服务端

轮询：代理的客户端，按照1：1：1的规则分配

加权：按照自定的规则分配（1：2：4）

Linux 防火墙的基本认识

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/ 

netfiler中的四个表五个链

数据流向表

内核中数据包传输的过程：

首先：当一个数据进入网卡的时候，数据包会先进入prerouting链，内核根据数据包的目的ip来判断是否需要转发至下一个链表——forward或者input；

如果是到本机的：到达数据包会到INPUT链，到达之前先查规则，看是否放行，允许的话继续往下就进入了本机，任何进程都会受到该数据。本机上处理数据包的程序会发送数据包到output链，也是根据output的链表规则查看是否放行；最后如果ouput允许的话，再根据数据包的目的ip来进行转发，有一个路由判断，数据包会到到达postrouting，再次查询策略表，放行的话就继续，不行就丢弃； 

另一方面，如果是需要进行转发的数据包，此时本机是一台路由功能的服务器，一次匹配forward、postrouting规则链表，允许则转发，不允许则丢弃；

netfilter中的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向其写入规则。（iptables就是一种命令工具）

三种报文流向

流入本机：PREROUTING --> INPUT-->用户空间进程

流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING

转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING

 五个链：

input：            进入本机
output：          出本机
prerouting：    路由选择前
postrouting：   路由选择后
forward：         转发

四个规则表（容纳各种规则链）

raw：       确定是否对该数据包进行状态跟踪（跟踪）
mangle： 为数据包设置标记（标记）
nat：        地址转换
filter：       确定是否放行该数据包（过滤）
注：表的作用是存放链，链决定了在什么位置控制流量，表中有链，链中有规则

注意：表中有链，链中有规则

表的优先级：

security -->raw-->mangle-->nat-->filter

链：表示在什么时机处理流量

表的用处：存放链和规则，控制流量

iptables的组成

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）。

netfilter/iptables：IP 信息包过滤系统，由netfilter 和 iptables组成。

  • netfilter：属于“内核态”又称内核空间的防火墙功能体系。
  • iptables：属于“用户态”( 又称为用户空间)的防火墙管理体系。是一种用来管理Linux防火墙的命令程序，它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易，通常位于/sbin/iptables目录下。

  • raw表： 主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪 包含两个规则链，OUTPUT，                                    PREROUTING
  • mangle表 : 修改数据包内容，用来做流量整形的，给数据包设置标记。包含五个规则链，                           INPUT、 OUTPUT、 FORWARD、 PREROUTING、 POSTROUTING
  • nat表： 负责网络地址转换，用来修改数据包中的源、目标IP地址或端口。包含三个规则链，               OUTPUT、PREROUTING、POSTROUTING
  • filter表： 负责过滤数据包，确定是否放行该数据包(过滤)。包含三个链，即PREROUTING、                POSTROUTING、OUTPUT
iptables的命令格式
iptables -t   指定表   子命令   指定链    规则
 管理选项

-A：在指定链末尾追加
-I：在指定链中插入一条新的，未指定序号默认作为第一条
-P：指定默认规则，一般默认的规则是ACCEPT()黑名单， ACCEPT为黑名单（默认允许所有访              问），DROP为白名单（默认拒绝所有访问）
-D：删除指定链
-R：替换指定链
-Z：清空链的计数器

 规则选项

-s：         源地址
-d：         目标IP地址
-p：         协议（tcp，udp，icmp DHCP..）
--sport：  源端口
--dport：  目标端口
-i：           流量进口网卡
-o：          流量出口网卡

j：           后面跟着跳转策略（需要大写，可补全）

跳转

DROP：丢弃
REJECT：拒绝
ACCEPT：允许
LOG：添加备注（日志）

SNAT：修改数据包的源ip地址
DNAT：修改数据包的目标ip地址
MASQUERADE:伪装成一个非固定公网IP地址

查询命令

iptables -vnL：                     看表（v：详细 ，n：数字化 ，L：列表）

查询并显示规则编号

iptables -vnL --line -num：    看表时给规则加上序号
iptables -F ：                        清空所有规则

iptables

centos7是默认使用firewalld防火墙，需要永久关闭。

[root@localhost ~]#rpm -q iptables

iptables-1.4.21-35.el7.x86_64

iptables的操作

##拒绝来自192.168.11.10主机访问本机的22端口
[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -s 192.168.20.6 -p tcp --dport 22 -j DROP 
##查看filter规则表

[root@localhost ~]#iptables -vnL
##查看filter规则表，并显示规则编号

[root@localhost ~]#iptables -vnL --line-num
##删除规则编号2

[root@localhost ~]#iptables -D INPUT 2

[root@localhost ~]#iptables -vnL --line-num

[root@localhost ~]#iptables -vnL --line-num


[root@localhost ~]#iptables -F       ##清空

 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——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。

语法：iptables [-t表名] -P <链名> <控制类型>

[root@localhost ~]#iptables -t filter -P INPUT DROP

##修改默认input为drop

 添加允许连接本机回环网卡

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT 

##添加允许流量进入本机回环网卡

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -s 192.168.20.1 -j ACCEPT

##192.168.20.1代表的是电脑真机

 

##先在accept基础上设置黑名单，等同于iptables -P INPUT DROP
[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -j DROP
[root@localhost ~]#iptables -vnL
 

##在第一行插入，添加允许xshell连接本机
[root@localhost ~]#iptables -I INPUT -s 192.168.20.1 -j ACCEPT 
[root@localhost ~]#iptables -vnL

通用匹配

直接使用，不依赖于其他条件或扩展，包括网络协议、IP地址、网络接口等条件。

协议匹配: -p协议名
地址匹配: -s 源地址、-d目的地址

#可以是IP、网段、域名、空(任何地址)
接口匹配: -i入站网卡、-o出站网卡  

iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 192.168.91.101 -j DROP
iptables -I INPUT -i ens33 -s 192.168.91.0/24 -j DROP

iptables -I INPUT -p icmp -j DROP
iptables -A FORWARD ! -p icmp -j ACCEPT           //感叹号”!”表示取反

 

隐含扩展

man iptables-extensions

查看扩展帮助

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

要求以特定的协议匹配作为前提，包括端口、TCP标记、ICMP类型等条件。 端口匹配: --sport 源端口、--dport 目的端口 #可以是个别端口、端口范围

[!] --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 表示要检查的标志位为SYN,ACK,FIN,RST四个，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
#错误包

--tcp-flags ALL ALL  
--tcp_flags ALL NONE
--sport 1000          匹配源端口是1000的数据包
--sport 1000:3000     匹配源端口是1000-3000的数据包
--sport :3000         匹配源端口是3000及以下的数据包
--sport 1000:         匹配源端口是1000及以上的数据包

注意: --sport和--dport 必须配合-p <协议类型>使用

端口可以使用的范围 0-65535

[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -p tcp  --sport 20:80 -j REJECT 
#20到80端口 全部被拒

 
TCP标记匹配: --tcp-flags TCP标记：SYN,RST,ACK,SYN
[root@localhost ~]#iptables -I INPUT -i ens33 -p tcp --tcp-flags FIN,RST,ACK SYN -j ACCEPT
#丢弃SYN请求包，放行其他包


[root@localhost html]#iptables -A INPUT -p tcp --dport 20:80 -j DROP 

 
[root@localhost ~]#iptables -I INPUT -s 192.168.20.1 -j ACCEPT

 

拓展，允许本机去访问192.168.11.9，不允许192.168.11.10 访问本机；

思路，如果是禁止源ip地址的话，数据是有去有回，本机也无法ping另一台主机；那么往底层思考，根据icmp的请求和回复包的type来进行限制，请求是type和code分别是80，回复包type和code分别是00，那就是允许192.168.20.8回复00包，不允许发80请求包，也就是说限制icmp 的type为8即可

#此时其它主机需要配置关于icmp协议的控制类型为REJECT
[root@localhost ~]#iptables -A INPUT -p icmp -j REJECT


#icmp 协议的扩展选项
[!] --icmp-type {type[/code]|typename}
 type/code
 0/0   echo-reply icmp应答
 8/0   echo-request icmp请求

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