IPTables

1. 引言

CentOS 内置了一个非常强劲的防火墙,统称为 iptables,但更正确的名称是 iptables/netfilter。iptables 是一个用户空间的模块。作为用户,你在命令行就是通过它将防火墙规则放进缺省的表里。netfilter 是一个核心模块,它内置于内核中,进行实际的过滤。iptables 有很多前端图像界面可以让用户新增或定义规则,但它们很多时不及使用命令行般有灵活性,而且限制用户了解实际发生的事情。我们将会学习 iptables 的命令行界面。

在我们正式应付 iptables 前,我们必须对它的运作有一个基本的理解。iptables 利用到 IP 地址、协议(tcp、udp、icmp)及端口这些概念。我们不需要成为这些方面的专家(因为我们可以找到所需的信息),但对它们有一般的理解会有帮助。

iptables 将规则放进缺省的规则链(INPUT、OUTPUT 及 FORWARD),而所有流量(IP 封包)都会被相关的规则链检查,根据当中的规则判断如何处理每个封包,例如:接纳或丢弃它。这些动作称为目标,而最常见的两个缺省目标就是 DROP 来丢弃封包;或 ACCEPT 来接纳封包。

规则链

我们可以在过滤表的 3 条缺省规则链内加入规则,来处理通过这些规则链的封包。它们分别是:

我们将会花费最多时间处理 INPUT 规则链,藉以过滤进入我们的机器的封包 —— 亦即是将坏蛋拒诸门外。

规则是以列表的方式被加进每条规则链。每个封包会被头一条规则开始检查,才至最后一条。假若封包与其中一条规则吻合,相应的动作便会被执行,例如接纳(ACCEPT)或丢弃(DROP)封包。一旦有吻合的规则,这个封包便会按照规则来处理,而不再被规则链内的其它规则所检查。假如封包通过所有检查而不符合任何规则链内的任何一条规则,那应这条规则链的缺省动作将会被执行。这就是所谓的缺省政策,可以设置为接纳(ACCEPT)或丢弃(DROP)封包。

规则链拥有缺省政策这个概念带来两个基本的可能性,而我们必须考虑它们才能决定如何组织我们的防火墙。

1. 我们可以缺省一个政策来丢弃(DROP)所有封包,然后刻意加入规则来接纳(ACCEPT)源自被信任的 IP 地址的封包,或者打开那些提供服务的端口,如:bittorrent、FTP 服务器、网页服务器、Samba 文件服务器等。

又或者,

2. 我们可以缺省一个政策来接纳(ACCEPT)所有封包,然后刻意加入规则来拦截(DROP)来自有问题的 IP 地址或系列的封包,也或者阻止封包进出只作私人用途或未提供服务的端口。

普遍来说,第一个方法多数用在 INPUT 规则链,因为我们会希望控制哪些东西可以访问我们的机器;而第二个方法多数用在 OUTPUT 规则链,因为我们多数信赖那些离开(源自)我们机器的封包。

2. 准备开始

在命令行上使用 iptables 需要 root 的权限,因此你必须化身为 root 用户来做下面的事情。

注意: 我们将会停用 iptables 及复位你的防火墙规则,因此假若你依赖你的 Linux 防火墙作为第一道防线,请特别留意这点。

iptables 应该缺省被安装在所有 CentOS 5.x 及 6.x 上。你可以这样来检查 iptables 是否已安装在你的系统上:

$ rpm -q iptables
iptables-1.4.7-5.1.el6_2.x86_64

要知道 iptables 是否正在运作中,我们可以检查 iptables 这个模块是否已被装入,并利用 -L 这个选项来查看活动的规则:

# lsmod | grep ip_tables
ip_tables              29288  1 iptable_filter
x_tables               29192  6 ip6t_REJECT,ip6_tables,ipt_REJECT,xt_state,xt_tcpudp,ip_tables

# iptables -L
Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
ACCEPT     all  --  anywhere             anywhere            state RELATED,ESTABLISHED 
ACCEPT     icmp --  anywhere             anywhere            
ACCEPT     all  --  anywhere             anywhere            
ACCEPT     tcp  --  anywhere             anywhere            state NEW tcp dpt:ssh 
REJECT     all  --  anywhere             anywhere            reject-with icmp-host-prohibited 

Chain FORWARD (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
REJECT     all  --  anywhere             anywhere            reject-with icmp-host-prohibited 

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination

从上面我们可看见一台 CentOS 6 系统的缺省规则。请留意访问 SSH 服务缺省是获允许的。

如果 iptables 并未被执行,你可以这样启用它:

# system-config-securitylevel

3. 创建一组简单的规则

注意: 此刻我们将会清除缺省的规则集。如果你是通过 SSH 远程连接到一台服务器来进行学习,你有可能会将自己拒诸这台机器之外。你必须将缺省的输入(input)政策改为接纳(accept),然后才清除现有规则,接著你要预先加入一条容许你自己访问机器的规则,避免你将自己封锁在外。

我们会采用一个以样例为本的方法来查看 iptables 的不同指令。在首个样例中,我们会创建一组简单的规则来设置一个「状态封包检验」(SPI)防火墙,容许对外的连接但拦截一切无用的对内连接:

# iptables -P INPUT ACCEPT
# iptables -F
# iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
# iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
# iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
# iptables -P INPUT DROP
# iptables -P FORWARD DROP
# iptables -P OUTPUT ACCEPT
# iptables -L -v

你应该得到这样的输出:

Chain INPUT (policy DROP 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
    0     0 ACCEPT     all  --  lo     any     anywhere             anywhere
    0     0 ACCEPT     all  --  any    any     anywhere             anywhere            state RELATED,ESTABLISHED
    0     0 ACCEPT     tcp  --  any    any     anywhere             anywhere            tcp dpt:ssh
Chain FORWARD (policy DROP 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination
Chain OUTPUT (policy ACCEPT 0 packets, 0 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination

现在让我们逐一看看以上的 8 个指令,并理解我们实际做了什么:

  1. iptables -P INPUT ACCEPT 假如利用远程连接,我们必须临时将 INPUT 链的缺省政策改为 ACCEPT,否则当我们清除现有的规则集时,便会将自己封锁在服务器之外。

  2. iptables -F 我们利用 -F 选项来清除一切现存的规则,好让我们能够在崭新的状态下加入的规则。

  3. iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT 现在是时候加入一些规则了。我们利用 -A 选项来附加(新增)规则到某条链,而这里所指的是 INPUT 链。接著我们利用 -i 选项(interface「界面」之意)来指定那些符合或来自 lo(localhost、127.0.0.1)界面的封包。最后我们 -j(jump「跳至」)符合这条规则的目标动作:在这里是 ACCEPT。所以这条规则会导致所有转至 localhost 界面的对内封包获得接纳。一般来说这是必须的,因为很多软件预期能够与 localhost 适配器沟通。

  4. iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT 这是担负起大部份工作的规则,而我们再一次将它加进(-A)INPUT 链内。这里我们利用 -m 选项来装入一个模块(state)。state 模块能够查看一个封包并判断它的状态是 NEW、ESTABLISHED 抑或 RELATED。NEW 指进入的封包属于不是由主机初始化的新增连接。ESTABLISHED 及 RELATED 指进入的封包隶属于一条现存的连接,或者与现存的连接有关系。

  5. iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT 现在我们加入一条规则来容许 SSH 通过 tcp 端口 22 来连接。这样做是要防止我们连接到远程系统的 SSH 连接意外地被封销。我们稍后会更详细解释这条规则。

  6. iptables -P INPUT DROP 这个 -P 选项设置某条规则链上的缺省政策。我们现在可以将 INPUT 链的缺省政策改为 DROP。意思就是,不符合任何一条规则的对内封包将会被丢弃。要是我们通过 SSH 远程连接而没有加入上一条规则,此刻我们便会被封锁于系统之外。

  7. iptables -P FORWARD DROP 同样地,在这里我们将 FORWARD 链的缺省政策设为 DROP,因为我们并不是用计算机作为路由器,所以理应没有任何封包路经它。

  8. iptables -P OUTPUT ACCEPT 而最后,我们将 OUTPUT 链的缺省政策设为 ACCEPT,因为我们想容许所有对外的流量(由于我们信任我们的用户)。

  9. iptables -L -v 最后,我们可以列出(-L)刚加入的规则,并检查它们是否被正确地装入。

我们需要做的最后一件事情,就是存储我们的规则,好让它们在下次开机时会自动被重新装入:

# /sbin/service iptables save

这样做会执行 iptables 的 init 脚本,它会执行 /sbin/iptables-save 并将现有的 iptables 设置写进 /etc/sysconfig/iptables。开机时,iptables 的 init 脚本会通过 /sbin/iptables-restore 这个指令重新实施存储在 /etc/sysconfig/iptables 内的规则。

很明显的,在指令壳内输入这堆指令会颇乏味,因此运用 iptables 的最简易方法就是创建一个代你做以上一切的脚本。你可以将上面的指令输入到你喜欢的文字编辑器内并存储为 myfirewall,例如:

#!/bin/bash
#
# iptables 样例设置脚本
#
# 清除 iptables 内一切现存的规则
#
 iptables -F
#
# 容让 SSH 连接到 tcp 端口 22
# 当通过 SSH 远程连接到服务器,你必须这样做才能群免被封锁于系统外
#
 iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
#
# 设置 INPUT、FORWARD、及 OUTPUT 链的缺省政策
#
 iptables -P INPUT DROP
 iptables -P FORWARD DROP
 iptables -P OUTPUT ACCEPT
#
# 设置 localhost 的访问权
#
 iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
#
# 接纳属于现存及相关连接的封包
#
 iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
#
# 存储设置
#
 /sbin/service iptables save
#
# 列出规则
#
 iptables -L -v

注: 我们可以在脚本内加入注释来提醒自己正在做什么。

现在令脚本可以被执行:

# chmod +x myfirewall

我们现在可以编辑这个脚本,并在指令壳内用以下指令来执行它:

# ./myfirewall

4. 界面

在上一个范本中,我们看见如何能接纳所有来自某个界面的封包,也就是 localhost 界面:

iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT

假设我们现在有两个独立的网络界面,分别是将我们连接到内部网络的 eth0 及连接到外部互联网的 ppp0 拨号调制解调器(或者 eth1 适配器)。我们或许会想接纳所有来自内部网络的对内封包,但依然过滤那些来自互联网的封包。我们可以这样做:

iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT
iptables -A INPUT -i eth0 -j ACCEPT

让特别留意 —— 假如你接纳来自互联网界面(例如 ppp0 拨号调制解调器)的所有封包:

iptables -A INPUT -i ppp0 -j ACCEPT

你便等同于停用了我们的防火墙!

5. IP 地址

将整个界面开放给对内的封包也许不够严谨,而你想拥有更多控制权来决定接纳什么及拒绝什么。现在假设我们拥有一群采用 192.168.0.x 私人网络的计算机。我们可以打开防火墙给来自某个被信任 IP 地址(例如 192.168.0.4)的对内封包:

# 接纳来自被信任 IP 地址的封包
 iptables -A INPUT -s 192.168.0.4 -j ACCEPT # change the IP address as appropriate

将这个指令分解,我们首先附加(-A)一条规则到 INPUT 链,指明来源(-s)IP 地址是 192.168.0.4 的封包都应该被接纳(ACCEPT)(请亦留意我们如何利用 # 符号来解释我们的脚本,因为 # 之后的所有文字都会被视为注释)。

当然,如果我们想接纳来自一系列 IP 地址的封包,我们可以为每个被位任的 IP 地址加入一条规则,而这样做的确是可行的。但是假如它们的数量很多,一次过加入一系列 IP 地址会比较简单。要这样做,我们可以利用一个子网掩码或标准的斜线记法来指定 IP 地址的范围。举个例说,如果我们想将防火墙开放给来自整个 192.168.0.x(当中 x=1 到 254)范围的封包,我们可以用下面其中一个方法来达致目的:

# 接纳来自被信任 IP 地址的封包
 iptables -A INPUT -s 192.168.0.0/24 -j ACCEPT  # using standard slash notation
 iptables -A INPUT -s 192.168.0.0/255.255.255.0 -j ACCEPT # using a subnet mask

最后,除了过滤单一的 IP 地址外,我们亦可以配对该设备的 MAC 地址。要这应做,我们需要装入一个容许过滤 MAC 地址的模块(mac 模块)。较早前当我们用 state 模块来配对 ESTABLISHED 及 RELATED 封包时,我们看见模块扩展 iptables 功能的例子。在这里我们除了检查封包的 IP 地址外,更利用 mac 模块来检查来源地的 MAC 地址:

# 接纳来自被信任 IP 地址的封包
 iptables -A INPUT -s 192.168.0.4 -m mac --mac-source 00:50:8D:FD:E6:32 -j ACCEPT

首先我们用 -m mac 来装入 mac 模块,然后我们用 --mac-source 来指定来源 IP 地址(192.168.0.4)的 MAC 地址。你要为每个需要过滤的以太网设备找出 mac 地址。以 root 的身份执行 ifconfig(无线设备用 iwconfig)可以将 mac 地址告诉你。

这样可防止来源地的 IP 地址被伪装,因为只有真正源于 192.168.0.4(MAC 地址是 00:50:8D:5D:E6:32)的封包才会被接纳,而所有假扮源于该地址的封包都会被拦截。请注意,过滤 MAC 地址在互联网上不能使用,却绝对能正确地在本地网络里运作。

6. 端口及协议

由上面我们看见如何将新增规则在防火墙内,用来过滤符合某个界面或来源 IP 地址的封包。 这样做让我们能经过防火墙访问某些被信任的来源(主机)。现在我们看看如何过滤协议及端口,好叫我们能进一步区别要接纳及拦截那些对内的封包。

在我们开始之先,我们须要知道个别服务所使用的协议及端口编号。让我们以 bittorrent 作为一个简单的样例。bittorrent 在 6881 端口上采用 tcp 协议,因此我们需要容许所有以 6881 为目标端口(它们到逹时所用的端口)的 tcp 封包。

# 接纳目标端口是 6881 号(bittorrent)的 tcp 封包
 iptables -A INPUT -p tcp --dport 6881 -j ACCEPT

在这里我们附加(-A)一条规则到 INPUT 链,配对 tcp 协议(-p tcp)及从 6881 目标端口进入我们的机器(--dport 6881)。

注: 要配对目标或来源端口(--dport--sport),你必须先指定协议(tcp、udp、icmp、all)。

我们亦可以扩展以上的样例来包含一系列的端口,例如,接纳 6881 至 6890 端口上的所有 tcp 封包:

# 接纳目标端口是 6881-6890 号的 tcp 封包
 iptables -A INPUT -p tcp --dport 6881:6890 -j ACCEPT

7. 融会贯通

既然我们已经有基本认识,现在便可以合并这些规则。

UNIX/Linux 上一个受欢迎的服务就是容许远程登录的 SSH 服务。SSH 缺省使用 22 号端口及采用 tcp 协议。因此假若我们想允许远程登录,我们需要容许 tcp 连接到 22 号端口:

# 接纳目标端口是 22 号(SSH)的 tcp 封包
 iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

这样做会开放 22 号端口(SSH)给所有对内的 tcp 连接,却会构成潜在的安全性威胁,因为骇客可以强行破入使用易猜测口令的户口。然而,假若我们知道那些通过 SSH 作远程登录的可信任机器的 IP 地址,我们便可以将访问权限制到那些来源 IP 地址。举个例说,如果我们只想将 SSH 的访问权开放给我们的私人网络(192.168.0.x),我们可以将来源 IP 地址限制在这个范围:

# 接纳来自私人网络,目标端口是 22 号(SSH)的 tcp 封包
 iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.0.0/24 --dport 22 -j ACCEPT

利用来源 IP 进行过滤容让我们能安全地开放 22 号端口上的 SSH 给可信任的 IP 地址来访问。举个例说,我们可以用这个方法允许工作与家用机器之间的登录。对于其它 IP 地址来说,这个端口(与及服务)就好像了关闭了一样,而服务亦依被停用,因此扫描端口的骇客多数会略过我们。

8. 总结

这里只是很初步地介绍 iptables 可以做的事情,但我希望这份教学文档提供了一个良好的基础,帮助各位创建更复杂的规则集。

9. 连结

http://www.centos.org/docs/5/html/Deployment_Guide-en-US/ch-fw.html

http://www.centos.org/docs/5/html/Deployment_Guide-en-US/ch-iptables.html

Translation of revision 35

zh/HowTos/Network/IPTables (last edited 2012-06-21 10:47:53 by TimothyLee)