Linux 防火墙

1 安全技术和防火墙

1.1 安全技术

入侵检测与管理系统（Intrusion Detection Systems）：特点是不阻断任何网络访问，量化、定位来自内外网络的威胁情况，主要以提供报告和事后监督为主，提供有针对性的指导措施和安全决策依据。一般采用旁路部署方式
入侵防御系统（Intrusion Prevention System）：以透明模式工作，分析数据包的内容如：溢出
攻击、拒绝服务攻击、木马、蠕虫、系统漏洞等进行准确的分析判断，在判定为攻击行为后立即予以阻断，主动而有效的保护网络的安全，一般采用在线部署方式
防火墙（ FireWall ）：隔离功能，工作在网络或主机边缘，对进出网络或主机的数据包基于一定
的规则检查，并在匹配某规则时由规则定义的行为进行处理的一组功能的组件，基本上的实现都是默认情况下关闭所有的通过型访问，只开放允许访问的策略

1.2 防火墙的分类

按保护范围划分：
- 主机防火墙：服务范围为当前主机
- 网络防火墙：服务范围为防火墙一侧的局域网
按实现方式划分:
- 硬件防火墙：在专用硬件级别实现部分功能的防火墙；另一个部分功能基于软件实现，如：华为，天融信Checkpoint，NetScreen等
- 软件防火墙：运行于通用硬件平台之上的防火墙的应用软件
按网络协议划分：
- 网络层防火墙：OSI模型下四层
- 应用层防火墙/代理服务器：代理网关，OSI模型七层
  包过滤防火墙
  
  网络层对数据包进行选择，选择的依据是系统内设置的过滤逻辑，被称为访问控制列表（ACL），通过检查数据流中每个数据的源地址，目的地址，所用端口号和协议状态等因素，或他们的组合来确定是否允许该数据包通过
  优点：对用户来说透明，处理速度快且易于维护
  缺点：无法检查应用层数据，如病毒等

应用层防火墙

应用层防火墙/代理服务型防火墙，也称为代理服务器（Proxy Server)
将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段内外网用户的访问都是通过代理服务器上的“链接”来实现
优点：在应用层对数据进行检查，比较安全
缺点：增加防火墙的负载

提示：现实生产环境中所使用的防火墙一般都是二者结合体，即先检查网络数据，通过之后再送到应用层去检查

2 防火墙工具介绍

2.1 iptables

由软件包iptables提供的命令行工具，工作在用户空间，用来编写规则，写好的规则被送往netfilter，告诉内核如何去处理信息包

[root@centos8 ~]# iptables --version
iptables v1.8.2 (nf_tables)
[root@centos8 ~]#ll /usr/sbin/iptables
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 May 11 2019 /usr/sbin/iptables -> xtables-nft-multi[root@centos7 ~]#ll /usr/sbin/iptables
lrwxrwxrwx. 1 root root 13 Dec 9 2018 /usr/sbin/iptables -> xtables-multi
[root@centos7 ~]# iptables --version
iptables v1.4.21[root@centos6 ~]#iptables --version
iptables v1.4.7
[root@centos6 ~]#ll /sbin/iptables
lrwxrwxrwx. 1 root root 33 Dec 12 2018 /sbin/iptables ->
/etc/alternatives/iptables.x86_64
[root@centos6 ~]#ll /etc/alternatives/iptables.x86_64
lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Dec 12 2018 /etc/alternatives/iptables.x86_64 ->
/sbin/iptables-1.4.7
[root@centos6 ~]#ll /sbin/iptables
lrwxrwxrwx. 1 root root 33 Dec 12 2018 /sbin/iptables -> /etc/alternatives/iptables.x86_64

2.2 firewalld

从CentOS 7 版开始引入了新的前端管理工具

软件包：
- firewalld
- firewalld-config
管理工具：
- firewall-cmd 命令行工具
- firewall-config 图形工作

2.3 nftables

此软件是CentOS 8 新特性,Nftables最初在法国巴黎的Netfilter Workshop 2008上发表，然后由长期的netfilter核心团队成员和项目负责人Patrick McHardy于2009年3月发布。它在2013年末合并到Linux内核中，自2014年以来已在内核3.13中可用。它重用了netfilter框架的许多部分，例如连接跟踪和NAT功能。它还保留了命名法和基本iptables设计的几个部分，例如表，链和规则。就像iptables一样，表充当链的容器，并且链包含单独的规则，这些规则可以执行操作，例如丢弃数据包，移至下一个规则或跳至新链。从用户的角度来看，nftables添加了一个名为nft的新工具，该工具替代了iptables，arptables和ebtables中的所有其他工具。从体系结构的角度来看，它还替换了内核中处理数据包过滤规则集运行时评估的那些部分。

[root@centos8 ~]#rpm -qi nftables
Name : nftables
Epoch : 1
Version : 0.9.0
Release : 8.el8
Architecture: x86_64
Install Date: Wed 25 Sep 2019 09:29:06 PM CST
Group : Unspecified
Size : 758622
License : GPLv2
Signature : RSA/SHA256, Tue 02 Jul 2019 08:19:09 AM CST, Key ID
05b555b38483c65d
Source RPM : nftables-0.9.0-8.el8.src.rpm
Build Date : Sat 11 May 2019 11:06:46 PM CST
Build Host : x86-01.mbox.centos.org
Relocations : (not relocatable)
Packager : CentOS Buildsys <bugs@centos.org>
Vendor : CentOS
URL : http://netfilter.org/projects/nftables/
Summary : Netfilter Tables userspace utillites
Description :
Netfilter Tables userspace utilities.

3 netfilter 中五个勾子函数和报文流向

Netfilter在内核中选取五个位置放了五个hook(勾子) function(INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING)，而这五个hook function向用户开放，用户可以通过一个命令工具(iptables）向其写入规则
由信息过滤表（table）组成，包含控制IP包处理的规则集（rules），规则被分组放在链（chain）上

提示：从 Linux kernel 4.2 版以后，Netfilter 在prerouting 前加了一个 ingress 勾子函数。可以使用这个新的入口挂钩来过滤来自第2层的流量，这个新挂钩比预路由要早，基本上是 tc 命令（流量控制工具）的替代品

三种报文流向
- 流入本机：PREROUTING --> INPUT–>用户空间进程
- 流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT–> POSTROUTING
- 转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING

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