Linux

Chinaunix.net 技术沙龙

2004 年 3 月 27 日

Linux 防火墙的原理和实现

netloafer
Email:netloafer@anti-spam.org.cn

提纲
 防火墙的基本概念
 Linux 防火墙的原理
 构建 Linux 防火墙
 Netfilter 配置工具 iptables
 防火墙的常见策略
 Linux 防火墙的应用
 FAQ
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什么是防火墙
 防火墙是一种保护网络安全的方法
 防火墙是在两个网络间实现访问控制的一个
或一组软件或硬件系统。
 防火墙的主要功能就是依照所定义的访问控
制策略对数据通讯进行屏蔽和允许通信。

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防火墙的类型
 包过滤防火墙
 基于状态检测的包过滤防火墙
 应用代理（网关）防火墙
 侧重包过滤的混合式防火墙
 侧重应用代理的混合式防火墙

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包过滤防火墙
 一般工作在 OSI 的三层和三层以下
 主要控制报文的源地址、报文的目标地址、
服务类型、以及第二层数据链路层可控的
MAC 地址等。
 有些也包括部分 OSI 第四层的内容，如报文
的源端口和目的端口
 常见设备：路由器，可以通过访问控制列表
（ ACL ）来对路由器端口的数据包进行控制

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包过滤防火墙
 优点
速度快、对于客户端透明
 缺点
不能进行内容检查、所工作的层次较低、
端口必须静态开放、 ACL 的配置在复杂网络
下容易出错

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带状态检测的包过滤防火墙
 工作在 IP 层
 动态开放端口
 动态的状态列表
 可以对应用层过滤
 速度和效率都不错

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应用代理（网关）防火墙
 包含了网络中的第七层应用
 可以提供复杂的访问控制
 认证机制
 内容过滤
 详细日志
 速度慢，系统开销大
 网络协议和应用都需要代理

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防火墙的其它功能
 DMZ
 IP 地址转换和伪装
 VPN
 IDS 联动
 病毒过滤
 流量和计费控制
 自我保护
 GUI 管理
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Linux 防火墙的历史
 内核防火墙的发展
2.0.X 内核 ipfwadm
2.2.X 内核 ipchains
2.4.X 内核 netfilter/iptables

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ipchains
 ipchains 访问控制规则被称为“链”
 ipchains 共有三条链
• INPUT
• OUTPUT
• FORWARD
 可实现的功能 : 包过滤 , 伪装 , 路由 ,TOS
 扩展性不好

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ipchains 的处理流程图

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netfilter/iptables
 全新的 netfilter 框架
 优秀的包过滤子系统
 支持 IPv4 、 IPv6 、 IPX 等协议
 支持 MAC 过滤
 功能模块化

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netfilter/iptables 处理流程图

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知识准备
 编译和升级 Linux 内核
 Linux 下软件的安装
 Linux 网络的配置

( 我们这里的安装以 netfilter/iptables 为例）

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Linux 内核的编译
 使用 wget 从网站获取最新的内核源码包
 cp linux-2.4.18.tar.gz /usr/src
 cd /usr/src
 tar zxvf linux-2.4.18.tar.gz
 cd /usr/src/linux
 make menuconfig
 make dep
 make clean
 make bzImage
 make modules
 make modules_install

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Linux 内核 netfilter 的配置
 [*] Network packet filtering (replaces ipchains)
 <M> Connection tracking (required for masq/NAT)
 <M> FTP protocol support
 <M> IRC protocol support
 <M> Userspace queueing via NETLINK (EXPERIMENTAL)
 <M> IP tables support (required for filtering/masq/NAT)
 <M> limit match support
 <M> MAC address match support
 <M> netfilter MARK match support
 <M> Multiple port match support
 <M> TOS match support
 <M> tcpmss match support

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Linux 内核 netfilter 的配置
 <M> Connection state match support
 <M> Packet filtering
 <M> REJECT target support
 <M> Full NAT
 <M> MASQUERADE target support
 <M> REDIRECT target support
 <M> Packet mangling
 <M> TOS target support
 <M> MARK target support
 <M> LOG target support
 <M> TCPMSS target support
 <M> ARP tables support
 <M> ARP packet filtering

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安装 netfilter
 下载 netfilter (http://www.netfilter.org)
 RPM 方式：
• rpm –ivh netfiter.0.1.18.i386.rpm
 源码安装：
• tar zxvf netfilter-0.1.18.tar.gz
• cd netfilter
• ./configure
• make
• make install
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安装 iptables
 下载 iptables (http://www.netfilter.org)
 RPM 方式：
• rpm –ivh iptables-1.2.7a-1.i386.rpm
 源码安装：
• tar zcvf iptables-1.2.7a.tar.gz
• cd iptables-1.2.7a
• ./configure
• make
• make install
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Linux 防火墙管理工具

ipchains iptables

ipchains 的动作
 ACCEPT
 DENY
 REJECT
 MASQ
 REDIRECT
 RETURN

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ipchains 指令
 -A ： --append 在所选择的链上
 -X chain ： --delete-chain 删除
加一条规则到末尾
一个用户自定义的链
 -D ： --delete 从所选链上删除
 –P chain target ： --policy 把一
一条或多条规则
个规链上策略（规则的动作）改
 -R ： --replace 在所选链上替换变为目标
一条规则  –M ： --masquerade 列出当前
 -I ： --insert 以给出的规则号在伪装包的所有链接
所选链上插入一条或多条规则  -M -S tcp/tcpfin/udp ： --set
 -L ： --list 列出指定链的规则设置伪装的超时
 -F ： --flush 清除一个链的所有
规则
 -Z ： --zero 计数器清零
 -N ： --new 创建一个新的用户
链
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ipchains 使用方法
 ipchains -[ADC] chain rule-specification [options]
 ipchains -[RI] chain rulenum rule-specification
[options]
 ipchains -D chain rulenum [options]
 ipchains -[LFZNX] [chain] [options]
 ipchains -P chain target [options]
 ipchains -M [ -L | -S ] [options]
 ipchains -h [icmp]

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netfilter 配置工具 iptables

iptables 动作
 ACCEPT
 DROP
 REJECT
 MASQUERADE
 REDIRECT
 RETURN
 SNAT
 DNAT
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iptables 指令
 –A chain --append 添加到规则  –C chain --check 测试规则链
链中  –N chain --new 创建一个用户自
 –D chain --delete 从规则链中删定义的新链
除匹配的规则  -X chain --delete –chain 删除用
 –D chain rulenum --delete 从规户定义的新链
则中删除对应的规则号  -P chain target --policy 把一个
 –I chain [rulenum] --insert 将规规则链上的策略改变为目标
则插入对应的规则号  -E old-chain-name new-chain-
 –R chain rulenum --replace 在 name --rename chain 改变规则
规则链中取代指定的规则号链名
 –L[chain] --list 列出在一条链或
所有链上的规则 • iptables 内置有三个表
 –F [chain] --flush 清除一条链或 filter 、 nat 、 mangle ，缺省为
所有链上的规则 filter 表，可使用 -t 参数来选择操
作的表，用户可自定义表
 –Z [chain] --zero 计数器清零

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iptables 使用方法
 iptables -[ADC] chain rule-specification [options]
 iptables -[RI] chain rulenum rule-specification
[options]
 iptables -D chain rulenum [options]
 iptables -[LFZ] [chain] [options]
 iptables -[NX] chain
 iptables -E old-chain-name new-chain-name
 iptables -P chain target [options]
 iptables -h
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防火墙的常见策略
 设置默认拒绝规则
• iptables -P INPUT -j DROP
• iptables -P OUTPUT -j DROP
• iptables -P FORWARD -j DROP
 禁止所有分片包
• iptables -A INPUT -f -i eth0 -j DROP

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 允许对外的 FTP 访问
• iptables -A OUTPUT -i eth0 -p tcp -s
192.168.0.0/24 --sport 1024:65535 -d any/0
--dport 21 -j ACCEPT
• iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp -s any/0 --sport
21 -d 192.168.0.0/24 --dport 1024:65535 -j
ACCEPT

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 SNAT
• iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j
SNAT --to 1.2.3.4
• 伪装
 iptables -t nat -A POSTROUTING -o ppp0 -j
MASQUERADE
 DNAT
• iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -j DNAT
--to 1.2.4.4

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 端口映像
• iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p tcp
--dport 80 -j REDIRECT --to-port 3128
 DNAT 的重定向
• iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p tcp
--dport 80 -j DNAT --to 1.2.4.4:8080

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Linux 防火墙的应用
 各类安全产品的低层模块
 netfilter+iprouter2+squid 的透明代理
 netfilter+iprouter2+tc 的 QoS 管理
 网络的接入
 网络的安全管理

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