iptables

iptables#

概述#

防火墙是用于实现 Linux 访问控制功能的系统，工作在网络边缘，通过预定义策略检测出入网络的 IP 和数据包。

防火墙类型#

  • 三层/四层防火墙：在网络层工作，检测源地址和目标地址

  • 七层防火墙：在应用层工作，检查所有数据内容

  • 混合方案：结合两者优势，平衡安全性与效率

演进历史#

  • ipfirewall（内核 1.x）：功能有限，规则需全部放入内核

  • ipchains（内核 2.x）：支持规则串联

  • iptables/ip6tables（现代）：规则列表形式，提供精细访问控制

iptables 是用户空间的规则定义工具，实际防火墙功能由内核空间的 netfilter 实现。

核心架构#

五个规则链#

        graph TB
    A[数据包进入] --> B[PREROUTING]
    B --> C{路由判断}

    C -->|目标为本机| D[INPUT]
    D --> E[用户空间应用程序]
    E --> F[OUTPUT]
    F --> G[POSTROUTING]

    C -->|需要转发| H[FORWARD]
    H --> G

    G --> I[数据包输出]

    subgraph 内核空间
        B
        D
        F
        G
        H
    end

    subgraph 用户空间
        E
    end

规则链说明：

  1. PREROUTING：路由前处理

  2. INPUT：进入本机数据包

  3. FORWARD：转发数据包

  4. OUTPUT：本机发出数据包

  5. POSTROUTING：路由后处理

数据流向#

  • 入站流量：PREROUTING → INPUT → 应用程序

  • 出站流量：应用程序 → OUTPUT → POSTROUTING

  • 转发流量：PREROUTING → FORWARD → POSTROUTING

表系统详解#

表的概念层次#

        flowchart TD
    A[数据包进入] --> B[表处理优先级]

    B --> C[raw表]
    C --> D[mangle表]
    D --> E[nat表]
    E --> F[filter表]

    C --> C1[连接跟踪前处理]
    D --> D1[修改数据包内容]
    E --> E1[网络地址转换]
    F --> F1[包过滤决策]

    style C fill:#e1f5fe
    style D fill:#f3e5f5
    style E fill:#e8f5e8
    style F fill:#fff3e0

四张核心表#

1. raw 表#

特性：最高优先级，连接跟踪前处理 链：PREROUTING、OUTPUT

# 性能优化：免跟踪 HTTP 流量
iptables -t raw -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -j NOTRACK
iptables -t raw -A OUTPUT -p tcp --sport 80 -j NOTRACK

2. mangle 表#

特性：修改数据包内容（标记、TTL、TOS） 链：所有五链

# 流量标记
iptables -t mangle -A PREROUTING -p tcp --dport 22 -j MARK --set-mark 22
iptables -t mangle -A PREROUTING -j TTL --ttl-set 64

3. nat 表#

特性：网络地址转换 链：PREROUTING（DNAT）、OUTPUT、POSTROUTING（SNAT）

# 端口转发
iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.1.100:8080
# 共享上网
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -j MASQUERADE

4. filter 表#

特性：默认表，数据包过滤 链：INPUT、FORWARD、OUTPUT

# 基础访问控制
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 192.168.1.100 -j DROP
iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT

表链关系总览#

        flowchart TD
    subgraph 表链映射
        A[raw表] --> A1[PREROUTING]
        A --> A2[OUTPUT]

        B[mangle表] --> B1[PREROUTING]
        B --> B2[INPUT]
        B --> B3[FORWARD]
        B --> B4[OUTPUT]
        B --> B5[POSTROUTING]

        C[nat表] --> C1[PREROUTING]
        C --> C2[OUTPUT]
        C --> C3[POSTROUTING]

        D[filter表] --> D1[INPUT]
        D --> D2[FORWARD]
        D --> D3[OUTPUT]
    end

    style A fill:#e1f5fe
    style B fill:#f3e5f5
    style C fill:#e8f5e8
    style D fill:#fff3e0

完整处理流程#

        flowchart LR
    A[数据包进入] --> B[PREROUTING]

    subgraph PREROUTING处理
        B --> C[raw表]
        C --> D[mangle表]
        D --> E[nat表 DNAT]
    end

    E --> F{路由判断}

    F -->|目标为本机| G[INPUT]
    subgraph INPUT处理
        G --> H[mangle表]
        H --> I[filter表]
    end
    I --> J[本地进程]

    F -->|需要转发| K[FORWARD]
    subgraph FORWARD处理
        K --> L[mangle表]
        L --> M[filter表]
    end
    M --> N[POSTROUTING]

    J --> O[OUTPUT]
    subgraph OUTPUT处理
        O --> P[raw表]
        P --> Q[mangle表]
        Q --> R[nat表]
    end
    R --> N

    subgraph POSTROUTING处理
        N --> S[mangle表]
        S --> T[nat表 SNAT]
    end
    T --> U[数据包发出]

命令语法#

基础格式#

iptables [-t 表] -命令 匹配 操作

核心命令#

命令

功能

示例

-P --policy

定义默认策略

iptables -P INPUT DROP

-L --list

查看规则列表

iptables -L -n -v

-A --append

追加规则

iptables -A INPUT -s 192.168.1.0/24 -j ACCEPT

-I --insert

插入规则

iptables -I INPUT 1 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

-D --delete

删除规则

iptables -D INPUT 3

-F --flush

清空所有规则

iptables -F

匹配条件#

选项

功能

示例

-i --in-interface

输入接口

-i eth0

-o --out-interface

输出接口

-o eth1

-p --proto

协议类型

-p tcp

-s --source

源地址

-s 192.168.1.100

--sport

源端口

--sport 8080

--dport

目的端口

--dport 80

-m --match

匹配模块

-m state --state NEW

处理动作#

  • ACCEPT：允许通过

  • DROP：静默丢弃

  • REJECT：拒绝并返回错误

  • LOG：记录日志

  • SNAT/DNAT：地址转换

  • MASQUERADE：IP 伪装

实用配置示例#

基础防火墙配置#

# 清空现有规则
iptables -F
iptables -X

# 设置默认策略
iptables -P INPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
iptables -P OUTPUT ACCEPT

# 允许本地回环
iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT

# 允许已建立连接
iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

# 开放服务端口
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT    # SSH
iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT    # HTTP
iptables -A INPUT -p tcp --dport 443 -j ACCEPT   # HTTPS

# 允许 ICMP (ping)
iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j ACCEPT

网络地址转换#

# 启用 IP 转发
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

# SNAT：内网共享上网
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE

# DNAT：端口映射
iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to 192.168.1.100:80

高级访问控制#

# 基于 MAC 地址过滤
iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:0F:EA:91:04:08 -j DROP

# 连接数限制
iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -m connlimit --connlimit-above 10 -j DROP

# 频率限制
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -m limit --limit 3/min -j ACCEPT

# 记录可疑流量
iptables -A INPUT -s 10.0.0.0/8 -j LOG --log-prefix "SPOOFED: "
iptables -A INPUT -s 10.0.0.0/8 -j DROP

规则管理技巧#

# 查看带行号的规则
iptables -L INPUT -n --line-numbers

# 在指定位置插入规则
iptables -I INPUT 2 -s 192.168.1.50 -j ACCEPT

# 保存和恢复规则
iptables-save > /etc/iptables.rules
iptables-restore < /etc/iptables.rules

# 清空计数器
iptables -Z

最佳实践#

  1. 默认拒绝：设置默认策略为 DROP，显式允许必要流量

  2. 状态检测：充分利用连接状态跟踪

  3. 规则优化：将常用规则放在前面提高效率

  4. 日志记录：对拒绝的流量添加日志以便排查

  5. 定期备份：保存规则配置防止意外丢失

通过合理组合四张表的功能，iptables 能够实现从基础包过滤到复杂网络地址转换的全方位网络控制。

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