3、iptables扩展及使用

iptables/netfilter

netfilter: kernel framework，位于内核中的协议框架

iptables 是规则管理命令行工具

四表：filter, nat, mangle, raw

五链：PREROUTING, INPUT, FORWARD, OUTPUT, POSTROUTING

iptables

子命令：

链：-F, -X, -N, -E, -Z, -P, -L

规则：-A, -I, -D, -R

-j TARGET：

ACCEPT, DROP, REJECT, RETURN, LOG, MARK, DNAT, SNAT, MASQUEARDE, ...

匹配标准：

通用匹配：-s, -d, -p, -i, -o
扩展匹配
隐含扩展:
-p tcp: --dport, --sport, --tcp-flags, --syn (--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN)
-p udp: --dport, --sport
-p icmp: --icmp-type
显式扩展: -m

iptables：

显式扩展：

multiport扩展、iprange扩展、string扩展、time扩展、connlimit扩展、limit扩展、state扩展

必须显式指明使用的扩展模块(rpm -ql iptables | grep "\.so"或rpm -ql iptables | grep "[[:lower:]]\+\.so$")

CentOS 6: man iptables

CentOS 7: man iptables-extensions

1、multiport扩展 (--dport/--sport指明端口时必须是单个的或连续的)

以离散方式定义多端口匹配；最多指定15个端口；

[!] --source-ports,--sports port[,port|,port:port]...：指明多个源端口；

[!] --destination-ports,--dports port[,port|,port:port]...：指明多个离散的目标端口；

[!] --ports port[,port|,port:port]...：既能匹配源端口，也能匹配目标端口

-m multiport 示例

# iptables -A INPUT -d 192.168.184.142 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT  //放行22号端口

# iptables -A OUTPUT -s 192.168.184.142 -p tcp --sport 22 -j ACCEPT

# iptables -P INPUT DROP     //修改表的默认策略

# iptables -P FORWARD DROP

# iptables -P OUTPUT DROP

此时web服务是无法响应的，下面演示一次性定义开放22和80端口

# iptables -I INPUT -s 192.168.184.0/24 -d 192.168.184.142 -p tcp -m multiport --dports 22,80 -j ACCEPT   入栈

       // -s 指定源IP，这里指的是一个网段，-m 指是使用显式扩展，--dports指定多个离散端口

# iptables -I OUTPUT -d 192.168.184.0/24 -s 192.168.184.142 -p tcp -m multiport --sports 22,80 -j ACCEPT

# iptables -D INPUT 2    

# iptables -D OUTPUT 2

此时的80端口也可以访问了

2、iprange扩展 ip范围

指明连续的（但一般是不能扩展为整个网络）ip地址范围时使用；

[!] --src-range from[-to]：指明连续的源IP地址范围；

[!] --dst-range from[-to]：指明连续的目标IP地址范围；

iprange示例

# iptables -I INPUT  -d 192.168.184.142 -p tcp -m multiport --dports 22:23,80 -m iprange --src-range 192.168.184.1-192.168.184.150 -j ACCEPT

# iptables -I OUTPUT -s 192.168.184.142 -p tcp -m multiport --sports 22:23,80 -m iprange --dst-range 192.168.184.1-192.168.184.150 -j ACCEPT

                                                  //连续端口之间用冒号隔开：22:23，不连续的用80隔开

# iptables -D INPUT 2

# iptables -D OUTPUT 2

3、string扩展

功能：基于字符串匹配去检查协议传输单元中的内容

1、任何通过网络传输的数据都必定是可以被流式化的数据，

2、数据通过网络传输时，会被封装上各种首部，

string可以检查在网络上发送的每一个报文，报文虽然编码，却可以匹配编码中是否出现了string指定的字符串的。

iptables工作在网络层和传输层，却可以通过string扩展去检查所传输的内容中是否有要匹配的字符串的

检查报文中出现的字符串；

--algo {bm|kmp} 指明字符串比对算法，必须给定算法

bm = Boyer-Moore

kmp = Knuth-Pratt-Morris

[!] --string pattern 指明字符串是什么

string示例

在web服务器的web页面文件中定义一个bad.html

# vim /var/www/html/bad.html

This is a movie page. //网页内容，如果用户请求的网页中包含movie，那么就拒绝

一般来说当用户请求一个网页，他请求的报文中一般不包含非法内容，因为只有网页响应的时候，网页上的内容有可能包含非法内容，所以应该在output规则上添加规则，同时应该放在output定义的80规则上面，因为如果放在80下面，那么响应报文被80规则匹配到以后直接就发送出去了

未定义之前是可以被访问的

# iptables -I OUTPUT -m string --algo bm --string 'movie' -j REJECT //下图未做修改

142的默认网页可以查看

但是带有movie的网页无法查看

请求可以进来，但由于含有movie字符串，所以web服务器并不响应

4、time扩展

根据报文到达的时间与指定的时间范围进行匹配；

#man iptables-extensions 即可查看下面的用法

--datestart YYYY[-MM[-DD[Thh[:mm[:ss]]]]]
--datestop YYYY[-MM[-DD[Thh[:mm[:ss]]]]]

--timestart hh:mm[:ss]
--timestop hh:mm[:ss]

[!] --monthdays day[,day...]
[!] --weekdays day[,day...]

从0点到23点之间不允许访问，因为Linux系统用的是CST时间，这里既然拒绝就直接在请求上即INPUT上拒绝，同时同类规则匹配范围小的放前面，所以放在INPUT第一条规则

# iptables -I INPUT -d 192.168.184.142 -p tcp --dport 80 -m time --timestart 00:00 --timestop 23:59 -j REJECT

此时在浏览器中输入192.168.184.142就不再提供web服务了

5、connlimit扩展

根据每客户端IP（也可以是地址块）做并发连接数数量匹配；即对每个IP可以对服务器同时发送请求的数量的限制。

--connlimit-above n：连接的数量大于n

--connlimit-upto n: 连接的数量小于等于n

默认策略是拒绝，使用--connlimit-upto来允许，默认是允许，使用--connlimit-above允许

限制ssh的并发链接数，放在INPUT链上ssh服务即22号端口的规则的上面

# iptables -I INPUT -p tcp --dport 22 -m connlimit --connlimit-above 3 -j REJECT

6、limit扩展

基于收发报文的速率做检查；

令牌桶过滤器令牌桶算法 https://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2305117 https://blog.csdn.net/SunnyYoona/article/details/51228456#commentBox

--limit rate[/second|/minute|/hour|/day] //表示每秒钟/分钟/小时/天多少个 30/minute：表示每两秒响应一个请求

--limit-burst number 表示未响应前的峰值即第一次响应可以一次性响应多少个请求

示例

0：echo-reply 回显应答
8: echo-request 回显请求

# iptables -A OUTPUT -s 192.168.184.144 -p icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT ping别的主机，先从本主机出去，目标地址不知道，ping请求是8
# iptables -A INPUT -d 192.168.184.144 -p icmp --icmp-type 0 -j ACCEPT ping别的主机，要接受ping后的报文，目标地址是本机，报文类型是回显应答

以上是只能本机ping别的主机，别的主机无法ping本主机，下面就定义规则为限制别的主机ping本主机的速率

# iptables -A INPUT -d 192.168.184.142 -p icmp --icmp-type 0 -m limit --limit-burst 5 --limit 30/minute -j ACCEPT //响应请求的速率

//-s源地址省略，表示所有主机可以ping本主机；别的主机ping本主机，请求类型为8，表示回显请求；limit：表示做速率限制，--limit-burst 5：表示第一次可以一次性响应5个请求；--limit 30/minute：表示每两秒一个，
# iptables -A OUTPUT -s 192.168.184.142 -p icmp --icmp-type 8 -j ACCEPT //响应请求后，从本机响应的报文不再做限制，只要ping进来就能响应

# ping -W 1 192.168.184.142 //使用-W表示ping每隔1秒钟向外发一个包

7、state扩展状态扩展 (重要)

根据连接追踪机制检查连接的状态，对链接做出匹配检查；

连接追踪是iptables在内核内部找一段内核空间，并在这段内核空间中记录下来此前每一个源地址，和这个源地址访问的目标地址(目标地址一般是本机地址)，然后给每一个源地址和目标地址的链接记录下来，并在后面记录一个倒计时的计时器(可以记录的非常详细，比如包括协议、源端口、目标端口等)，这个内存空间是在内核中，所以这个内核比较小

链接与链接之间的状态，跟tcp、udp、icmp协议无关，是iptables自己在内核中的一个功能

调整连接追踪功能所能够容纳的最大连接数量：

/proc/sys/net/nf_conntrack_max

已经追踪到并记录下的连接：

/proc/net/nf_conntrack

不同协议或连接类型追的时长：

/proc/sys/net/netfilter/

可追踪的连接状态：

NEW：新发出的请求；连接追踪模板中不存此连接相关的信息条目，因此，将其识别为第一次发出的请求；

ESTABLISHED：NEW状态之后，连接追踪模板中为其建立的条目失效之前，这段期间内所进行的通信的状态；

RELATED：相关的连接；如ftp协议的命令连接与数据连接之间的关系；

INVALIED：无法识别的连接；

RELATED：一个新的链接请求发起时本来是NEW，但是对ftp这样的应用来讲，数据链接是与一个已存在的命令链接或控制链接是相互关联的，因此在这种场景中，数据链接新发起的链接状态可以识别为NEW，实际上更多在nf_conntrack_ftp打开以后被识别成RELATED请求，不过RELATED这个链接请求建立完成后，后续的传输过程中都是ESTABLISHED。

--state STATE1,STATE2,... --state NEW,ESTABLISHED

示例

对22和80端口只能是响应，不能去请求。所以对NEW状态的应该放行，因为别的主机可能请求服务器，对于ESTABLISHED也应该放行，因为这是响应。但是对于响应的只能放行ESTABLISHED状态的

# iptables -I INPUT -d 192.168.184.142 -p tcp --dport 22 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

//--state NEW,ESTABLISHED 这里是入栈的链接，放行22端口的NEW和ESTABLISHED两种状态

# iptables -I OUTPUT -s 192.168.184.142 -p tcp --sport 22 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT //出去的报文，只放行状态为ESTABLISHED

像放行22号端口一样放行80端口，就直接修改上面的规则

# iptables -I INPUT -d 192.168.184.142 -p tcp --dport 80 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

# iptables -I OUTPUT -s 192.168.184.142 -p tcp --sport 80 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

下面把两个端口合二为一

# iptables -I INPUT -d 192.168.184.142 -p tcp -m multiport --dports 22,80 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

# iptables -I OUTPUT -s 192.168.184.142 -p tcp -m multiport --sports 22,80 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

如果别的主机ping本主机？

# iptables -A INPUT -d 192.168.184.142 -p icmp --icmp-type 0 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT
# iptables -A OUTPUT -s 192.168.184.142 -p icmp --icmp-type 8 -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT

此时ping就可以建立链接了

从以上可以发现无论是tcp协议还是icmp协议，或者无论是22号端口或者80端口，只要允许进入INPUT，都要放行，所以可以在OUTPUT上定义一条规则，这条规则不定义端口、协议、源IP和目标IP，只定义链接状态ESTABLISHED。

# iptables -I OUTPUT -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT //此时这里只定义链接状态

一条规则就可以直接对N条规则直接放行，这就是规则优化

可以假设入栈的只要是ESTABLISHED状态的，就说明此前访问过，那么所有ESTABLISHED状态就可以统统放行，只要对NEW状态不放行就可以。

# iptables -I INPUT -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT //无论tcp、icmp协议的请求，只要是已经建立的链接，只要被第一条匹配到直接通过

# iptables -I INPUT 2 -d 192.168.184.142 -p tcp -m multiport --dports 22,80 -m state --state NEW -j ACCEPT

问题：如何开放被动模式的ftp服务？

对21号端口开放NEW和ESTABLISHED，因为命令链接一般是通过21号端口实现，由于数据链接工作在非固定的随机端口上，

所以只需要检查这个链接的状态是不是为RELATED就可以了，如果是RELATED，无论是入栈还是出栈直接放行就可以。

(1) 装载ftp追踪时的专用的模块:

/lib/modules/3.10.0-693.el7.x86_64/kernel/net

/lib/modules/3.10.0-693.el7.x86_64/kernel/net/netfilter

# modprobe nf_conntrack_ftp //装载模块

# lsmod //可以查看装载的模块

(2) 放行请求报文：

命令连接：NEW, ESTABLISHED

数据连接：RELATED, ESTABLISHED

(数据刚建立链接时的状态叫RELATED，这个只是第一次建立数据链接时，而且不叫新连接，而是RELATED链接，而不是NEW，命令链接才是NEW）

ftp专用放行规则

# iptables -A INPUT -d LocalIP -p tcp --dport 21 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT //放行的命令链接

# iptables -A INPUT -d LocalIP -p tcp -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT //放行的数据链接，不再限制端口

(3) 放行响应报文：

ESTABLISEHD

# iptables -A OUTPUT -s LocalIP -p tcp -m state --state ESTABLISHED -j ACCEPT //出栈放行

示例

1、安装vsftpd软件并启动

# yum install vsftpd -y

# cp /etc/issue /var/ftp/pub/ //cp文件到vsftp的默认下

# systemctl start vsftpd //启动ftp服务

# ss -tunl //查看21号端口是否启动

2、关闭防火墙并清空规则，下图是已经配置的iptables规则链，可以先保存

# iptables-save > /root/iptables.1

修改成下图的样子

可以在浏览器中访问ftp服务

3、添加规则链

# iptables-restore < /root/iptables.1 //把之前保存的规则重新导入，这里换成了141服务器，在文件中修改IP即可

# modprobe nf_conntrack_ftp //装载ftp模块
# lsmod | grep ftp

nf_conntrack_ftp 18638 0
nf_conntrack 133387 3 xt_conntrack,nf_conntrack_ftp,nf_conntrack_ipv4

# iptables -R INPUT 2 -d 192.168.184.141 -p tcp -m multiport --dport 21,22,80 -m state --state NEW -j ACCEPT

//这里直接修改了INPUT的第二条规则，即在--dport上添加了21号端口，这是放行(进栈)的命令链接，是NEW状态

# iptables -R INPUT 1 -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT

//RELATED无法确定是tcp的哪个端口,而且只有用到RELATED功能的才会检查RELATED状态，所以很少用，所以直接把第一条规则改为ESTABLISHED和RELATED都放行

出栈的无论什么协议、什么IP、什么端口只要是ESTABLISHED状态全都放行，所以无需再改，所以ftp服务就可以访问了

命令链接和数据链接的区别？

一个新的链接请求发起时本来是NEW，但是对ftp这样的应用来讲，数据链接是与一个已存在的命令链接或控制链接是相互关联的，因此在这种场景中，数据链接新发起的链接状态可以识别为NEW，实际上更多在nf_conntrack_ftp打开以后被识别成RELATED请求，不过RELATED这个链接请求建立完成后，后续的传输过程中都是ESTABLISHED。