iptables详解:iptables概念

2024-05-28 08:38
文章标签 详解 概念 iptables

本文主要是介绍iptables详解:iptables概念,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

防火墙相关概念

此处先描述一些相关概念。

从逻辑上讲。防火墙可以大体分为主机防火墙和网络防火墙。

主机防火墙:针对于单个主机进行防护。

网络防火墙:往往处于网络入口或边缘,针对于网络入口进行防护,服务于防火墙背后的本地局域网。

网络防火墙和主机防火墙并不冲突,可以理解为,网络防火墙主外(集体), 主机防火墙主内(个人)。

从物理上讲,防火墙可以分为硬件防火墙和软件防火墙。

硬件防火墙:在硬件级别实现部分防火墙功能,另一部分功能基于软件实现,性能高,成本高。

软件防火墙:应用软件处理逻辑运行于通用硬件平台之上的防火墙,性能低,成本低。

iptables详解(1):iptables概念

那么在此处,我们就来聊聊Linux的iptables

iptables其实不是真正的防火墙,我们可以把它理解成一个客户端代理,用户通过iptables这个代理,将用户的安全设定执行到对应的"安全框架"中,这个"安全框架"才是真正的防火墙,这个框架的名字叫netfilter

netfilter才是防火墙真正的安全框架(framework),位于内核空间:

iptables其实是一个命令行工具,位于用户空间,我们用这个工具操作真正的框架。

netfilter/iptables(简称为iptables)组成Linux平台下的包过滤防火墙,与大多数的Linux软件一样,这个包过滤防火墙是免费的,它可以代替昂贵的商业防火墙解决方案,完成封包过滤、封包重定向和网络地址转换(NAT)等功能。

Netfilter是Linux操作系统核心层内部的一个数据包处理模块,它具有如下功能:

网络地址转换(Network Address Translate)

数据包内容修改

以及数据包过滤的防火墙功能

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。

iptables基础

我们知道iptables是按照规则来办事的,我们就来说说规则(rules),规则其实就是网络管理员预定义的条件,规则一般的定义为"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,这些规则分别指定了源地址、目的地址、传输协议(如TCP、UDP、ICMP)和服务类型(如HTTP、FTP和SMTP)等。当数据包与规则匹配时,iptables就根据规则所定义的方法来处理这些数据包,如放行(accept)、拒绝(reject)和丢弃(drop)等。配置防火墙的主要工作就是添加、修改和删除这些规则。

这样说可能并不容易理解,我们来换个容易理解的角度,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"。

iptables详解(1):iptables概念

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。

iptables详解(1):iptables概念

所以,根据上图,我们能够想象出某些常用场景中,报文的流向:

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

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。

iptables详解(1):iptables概念

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和者端口的过滤,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。

我们把具有相同功能的规则的集合叫做"表",所以说,不同功能的规则,我们可以放置在不同的表中进行管理,而iptables已经为我们定义了4种表,每种表对应了不同的功能,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。

iptables为我们提供了如下规则的分类,或者说,iptables为我们提供了如下"表"

filter表:负责过滤功能,防火墙;内核模块:iptables_filter

nat表:network address translation,网络地址转换功能;内核模块:iptable_nat

mangle表:拆解报文,做出修改,并重新封装 的功能;iptable_mangle

raw表:关闭nat表上启用的连接追踪机制;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些,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。

iptables详解(1):iptables概念

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。

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

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。

iptables详解(1):iptables概念

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。

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,我们可以这样想想,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。

数据经过防火墙流程

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:

iptables详解(1):iptables概念

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。

iptables详解(1):iptables概念

规则的概念

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

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;

那我们来聊聊规则的组成部分

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:

网络层首部:源地址Source IP,目标地址 Destination IP

传输层首部:Source Port, Destination Port

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。

而扩展匹配条件又可以细分为   隐式扩展  、显示扩展

隐式扩展:已经在基本匹配条件中指明的协议的相关的扩展,可以省略,作为隐式扩展;

显式扩展:隐式扩展之外的其它扩展匹配条件;

处理动作:处理动作对应的名词为target

动作也可以分为基本动作和扩展动作

基本动作:ACCEPT,DROP

扩展动作:需要借助于扩展模块进行,但是无须显示指定这些模块,仅仅指名动作即可。

此处列出一些常用的动作:

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。在进入路由层面的route之前,重新改写源地址,目标地址不变,并在本机建立NAT表项,当数据返回时,根据NAT表将目的地址数据改写为数据发送出去时候的源地址,并发送给主机。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,适用于像adsl这种临时会变的ip上。

DNAT:目标地址转换。和SNAT相反,IP包经过route之后、出本地的网络栈之前,重新修改目标地址,源地址不变,在本机建立NAT表项,当数据返回时,根据NAT表将源地址修改为数据发送过来时的目标地址,并发给远程主机。可以隐藏后端服务器的真实地址。

REDIRECT:是DNAT的一种特殊形式,将网络包转发到本地host上(不管IP头部指定的目标地址是啥),方便在本机做端口转发。

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。

除去LOG这个动作对应的规则,其他规则匹配数据包后,该数据包不会再往下继续匹配了,所以编写的规则的顺序极其关键。

好了,iptables的概念暂时总结到这里,懂得概念之后,再结合实际的命令去练习,搞定iptables绝对妥妥的,iptables的命令我们以后在做总结。

这篇关于iptables详解:iptables概念的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1010069

相关文章

十四、观察者模式与访问者模式详解

21.观察者模式 21.1.课程目标 1、 掌握观察者模式和访问者模式的应用场景。 2、 掌握观察者模式在具体业务场景中的应用。 3、 了解访问者模式的双分派。 4、 观察者模式和访问者模式的优、缺点。 21.2.内容定位 1、 有 Swing开发经验的人群更容易理解观察者模式。 2、 访问者模式被称为最复杂的设计模式。 21.3.观察者模式 观 察 者 模 式 ( Obser

【操作系统】信号Signal超详解|捕捉函数

🔥博客主页: 我要成为C++领域大神🎥系列专栏:【C++核心编程】 【计算机网络】 【Linux编程】 【操作系统】 ❤️感谢大家点赞👍收藏⭐评论✍️ 本博客致力于知识分享,与更多的人进行学习交流 ​ 如何触发信号 信号是Linux下的经典技术,一般操作系统利用信号杀死违规进程,典型进程干预手段,信号除了杀死进程外也可以挂起进程 kill -l 查看系统支持的信号

Jitter Injection详解

一、定义与作用 Jitter Injection,即抖动注入,是一种在通信系统中人为地添加抖动的技术。该技术通过在发送端对数据包进行延迟和抖动调整,以实现对整个通信系统的时延和抖动的控制。其主要作用包括: 改善传输质量:通过调整数据包的时延和抖动,可以有效地降低误码率,提高数据传输的可靠性。均衡网络负载:通过对不同的数据流进行不同程度的抖动注入,可以实现网络资源的合理分配,提高整体传输效率。增

iptables(7)扩展模块state

简介         前面文章我们已经介绍了一些扩展模块,如iprange、string、time、connlimit、limit,还有扩展匹配条件如--tcp-flags、icmp。这篇文章我们介绍state扩展模块  state          在 iptables 的上下文中,--state 选项并不是直接关联于一个扩展模块,而是与 iptables 的 state 匹配机制相关,特

Steam邮件推送内容有哪些?配置教程详解!

Steam邮件推送功能是否安全?如何个性化邮件推送内容? Steam作为全球最大的数字游戏分发平台之一,不仅提供了海量的游戏资源,还通过邮件推送为用户提供最新的游戏信息、促销活动和个性化推荐。AokSend将详细介绍Steam邮件推送的主要内容。 Steam邮件推送:促销优惠 每当平台举办大型促销活动,如夏季促销、冬季促销、黑色星期五等,用户都会收到邮件通知。这些邮件详细列出了打折游戏、

探索Elastic Search:强大的开源搜索引擎,详解及使用

🎬 鸽芷咕:个人主页  🔥 个人专栏: 《C++干货基地》《粉丝福利》 ⛺️生活的理想,就是为了理想的生活! 引入 全文搜索属于最常见的需求,开源的 Elasticsearch (以下简称 Elastic)是目前全文搜索引擎的首选,相信大家多多少少的都听说过它。它可以快速地储存、搜索和分析海量数据。就连维基百科、Stack Overflow、

常用MQ消息中间件Kafka、ZeroMQ和RabbitMQ对比及RabbitMQ详解

1、概述   在现代的分布式系统和实时数据处理领域,消息中间件扮演着关键的角色,用于解决应用程序之间的通信和数据传递的挑战。在众多的消息中间件解决方案中,Kafka、ZeroMQ和RabbitMQ 是备受关注和广泛应用的代表性系统。它们各自具有独特的特点和优势,适用于不同的应用场景和需求。   Kafka 是一个高性能、可扩展的分布式消息队列系统,被设计用于处理大规模的数据流和实时数据传输。它

Linux中拷贝 cp命令中拷贝所有的写法详解

This text from: http://www.jb51.net/article/101641.htm 一、预备  cp就是拷贝,最简单的使用方式就是: cp oldfile newfile 但这样只能拷贝文件,不能拷贝目录,所以通常用: cp -r old/ new/ 那就会把old目录整个拷贝到new目录下。注意,不是把old目录里面的文件拷贝到new目录,

笔记-python之celery使用详解

Celery是一个用于处理异步任务的Python库,它允许你将任务分发到多个worker进行处理。以下是Celery的使用详解: 安装Celery 使用pip安装Celery: pip install celery 创建Celery实例 首先,需要创建一个Celery实例,指定broker(消息中间件)和backend(结果存储)。 from celery import Celeryap

【Unity Shader】片段着色器(Fragment Shader)的概念及其使用方法

在Unity和图形编程中,片段着色器(Fragment Shader)是渲染管线中的一个阶段,负责计算屏幕上每个像素(片段)的颜色和特性。片段着色器通常在顶点着色器和任何几何处理之后运行,是决定最终像素颜色的关键步骤。 Fragment Shader的概念: 像素处理:片段着色器处理经过顶点着色器和几何着色器处理后,映射到屏幕空间的像素。颜色计算:它计算每个像素的颜色值,这可能包括纹理采样、光