本文摘录自我的著作《Linux in Action》以及即将发布的第二本 Manning 项目书籍。
防火墙
防火墙是一组规则。当数据包进入或离开受保护的网络空间时,会根据防火墙规则测试其内容(特别是关于其来源、目标以及计划使用的协议的信息),以查看是否应允许其通过。这是一个简单的例子

防火墙可以根据协议或基于目标的规则来过滤请求。
一方面,iptables 是用于管理 Linux 机器上防火墙规则的工具。
另一方面,firewalld 也是用于管理 Linux 机器上防火墙规则的工具。
您对此有疑问吗?如果我告诉您还有另一个名为 nftables 的工具,您会感到扫兴吗?
好吧,我承认整件事确实有点奇怪,所以让我解释一下。这一切都始于 Netfilter,它在 Linux 内核模块级别控制对网络堆栈的访问。几十年来,用于管理 Netfilter 钩子的主要命令行工具是 iptables 规则集。
由于调用这些规则所需的语法可能显得有些晦涩难懂,因此引入了各种用户友好的实现,例如 ufw 和 firewalld,作为更高级别的 Netfilter 解释器。然而,Ufw 和 firewalld 主要旨在解决独立计算机面临的各种问题。构建完整的网络解决方案通常需要 iptables 或自 2014 年以来的替代品 nftables(通过 nft 命令行工具)的额外力量。
iptables 并没有消失,并且仍然被广泛使用。事实上,您应该预料到在您作为管理员的未来工作中会遇到受 iptables 保护的网络多年。但是 nftables 通过添加到经典的 Netfilter 工具集,带来了一些重要的新功能。
接下来,我将通过示例展示 firewalld 和 iptables 如何解决简单的连接问题。
使用 firewalld 配置 HTTP 访问
正如您可能从其名称中猜到的那样,firewalld 是 systemd 家族的一部分。Firewalld 可以安装在 Debian/Ubuntu 机器上,但在 Red Hat 和 CentOS 上默认存在。如果您的机器上运行着像 Apache 这样的 Web 服务器,您可以通过浏览到服务器的 Web 根目录来确认防火墙是否正在工作。如果站点无法访问,则 firewalld 正在执行其工作。
您将使用 firewall-cmd
工具从命令行管理 firewalld 设置。添加 –state
参数会返回当前的防火墙状态
# firewall-cmd --state
running
默认情况下,firewalld 将处于活动状态,并将拒绝所有传入流量,但有一些例外,例如 SSH。这意味着您的网站不会获得太多访问者,这肯定会为您节省大量数据传输成本。但是,由于这可能不是您对 Web 服务器的期望,因此您需要打开 HTTP 和 HTTPS 端口,按照惯例,它们分别被指定为 80 和 443。firewalld 提供了两种方法来执行此操作。一种是通过 –add-port
参数,该参数直接引用端口号以及它将使用的网络协议(在本例中为 TCP)。–permanent
参数告诉 firewalld 每次服务器启动时都加载此规则
# firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp
# firewall-cmd --permanent --add-port=443/tcp
–reload
参数会将这些规则应用于当前会话
# firewall-cmd --reload
想知道防火墙上的当前设置吗?运行 –list-services
# firewall-cmd --list-services
dhcpv6-client http https ssh
假设您已按照前面描述的方式添加了浏览器访问,则 HTTP、HTTPS 和 SSH 端口现在都应该已打开——以及 dhcpv6-client
,它允许 Linux 从本地 DHCP 服务器请求 IPv6 IP 地址。
使用 iptables 配置锁定的客户自助服务终端
我相信您见过自助服务终端——它们是机场、图书馆和企业随意放置的平板电脑、触摸屏和类似 ATM 的盒装 PC,邀请顾客和路人浏览内容。关于大多数自助服务终端的事情是,您通常不希望用户随意使用它们,并将它们当作自己的设备。它们通常不是用于浏览、观看 YouTube 视频或对五角大楼发起拒绝服务攻击的。因此,为了确保它们不被滥用,您需要锁定它们。
一种方法是应用某种自助服务终端模式,无论是通过巧妙地使用 Linux 显示管理器还是在浏览器级别。但是为了确保您已堵住所有漏洞,您可能还需要通过防火墙添加一些硬网络控制。在以下部分中,我将描述我将如何使用 iptables 来做到这一点。
关于使用 iptables,有两件重要的事情要记住:您给出规则的顺序至关重要,并且 iptables 规则本身在重新启动后不会幸存。我将在这里一次解决一个问题。
自助服务终端项目
为了说明这一切,让我们想象一下我们为一家名为 BigMart 的大型连锁店工作。他们已经存在了几十年;事实上,我们想象中的祖父母可能在那里长大购物。但如今,BigMart 公司总部的家伙可能只是在倒计时亚马逊将他们彻底击垮的时间。
尽管如此,BigMart 的 IT 部门正在尽力而为,他们刚刚向您发送了一些支持 WiFi 的自助服务终端设备,您需要在商店的战略位置安装这些设备。其想法是,它们将显示一个 Web 浏览器,该浏览器已登录到 BigMart.com 产品页面,允许他们查找商品功能、过道位置和库存水平。自助服务终端还需要访问 bigmart-data.com,其中存储了许多图像和视频媒体。
除了这些,您还需要允许更新,并在必要时允许软件包下载。最后,您需要仅允许从本地工作站进行入站 SSH 访问,并阻止其他所有人。下图说明了这一切将如何运作

由 iptables 控制的自助服务终端流量。
脚本
以下是如何将所有这些内容放入 Bash 脚本中
#!/bin/bash
iptables -A OUTPUT -p tcp -d bigmart.com -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp -d bigmart-data.com -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp -d ubuntu.com -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp -d ca.archive.ubuntu.com -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 80 -j DROP
iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 443 -j DROP
iptables -A INPUT -p tcp -s 10.0.3.1 --dport 22 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p tcp -s 0.0.0.0/0 --dport 22 -j DROP
我们规则的基本结构以 -A
开头,告诉 iptables 我们要添加以下规则。OUTPUT
表示此规则应成为 OUTPUT 链的一部分。-p
表示此规则将仅适用于使用 TCP 协议的数据包,其中,正如 -d
告诉我们的那样,目标是 bigmart.com。-j
标志指向 ACCEPT
作为数据包与规则匹配时要采取的操作。在第一个规则中,该操作是允许或接受请求。但是在下面,您可以看到将被丢弃或拒绝的请求。
请记住,顺序很重要。这是因为 iptables 将运行一个请求通过其每个规则,但仅在它获得匹配项之前。因此,对 youtube.com 的传出浏览器请求将通过前四个规则,但是当它到达 –dport 80
或 –dport 443
规则时——取决于它是 HTTP 还是 HTTPS 请求——它将被丢弃。iptables 不会费心进一步检查,因为这是一个匹配项。
另一方面,对 ubuntu.com 的系统请求将在命中其适当的规则时通过。显然,我们在这里所做的是仅允许对我们的 BigMart 或 Ubuntu 目的地以及其他目的地发出传出的 HTTP 或 HTTPS 请求。
最后两个规则将处理传入的 SSH 请求。它们不会已经被前两个丢弃规则拒绝,因为它们不使用端口 80 或 443,而是 22。在这种情况下,来自我的工作站的登录请求将被接受,但来自其他任何地方的请求将被丢弃。这很重要:确保您用于端口 22 规则的 IP 地址与您用于登录的机器的地址匹配——如果您不这样做,您将被立即锁定。当然,这没什么大不了的,因为按照目前的配置方式,您可以简单地重新启动服务器,iptables 规则将全部被丢弃。如果您使用 LXC 容器作为服务器并从 LXC 主机登录,则使用您的主机用于连接到容器的 IP 地址,而不是其公共地址。
如果我的机器的 IP 发生变化,您需要记住更新此规则;否则,您将被锁定。
在家一起玩(希望在某种抛弃型 VM 上)?太好了。创建您自己的脚本。现在我可以保存脚本,使用 chmod
使其可执行,并以 sudo
身份运行它。不用担心 bigmart-data.com not found
错误——当然找不到它;它不存在。
chmod +X scriptname.sh
sudo ./scriptname.sh
您可以使用 cURL
从命令行测试您的防火墙。请求 ubuntu.com 可以工作,但 manning.com 失败。
curl ubuntu.com
curl manning.com
配置 iptables 在系统启动时加载
现在,我如何让这些规则在每次自助服务终端启动时自动加载?第一步是使用 iptables-save
工具将当前规则保存到 .rules 文件。这将在根目录中创建一个文件,其中包含规则列表。管道,后跟 tee 命令,对于将我的 sudo
权限应用于字符串的第二部分是必要的:将文件实际保存到原本受限制的根目录。
然后,我可以告诉系统每次启动时运行一个名为 iptables-restore
的相关工具。我们在上一个模块中看到的常规 cron 作业没有帮助,因为它们在设定的时间运行,但我们不知道我们的计算机何时可能决定崩溃并重新启动。
有很多方法可以处理这个问题。这是一个
在我的 Linux 机器上,我将安装一个名为 anacron 的程序,它将为我们在 /etc/ 目录中提供一个名为 anacrontab 的文件。我将编辑该文件并添加此 iptables-restore
命令,告诉它每天(必要时)在启动后一分钟将该 .rules 文件的当前值加载到 iptables 中。我将为作业提供一个标识符 (iptables-restore
),然后添加命令本身。由于您在家与我一起玩,因此您应该通过重新启动系统来测试所有这些。
sudo iptables-save | sudo tee /root/my.active.firewall.rules
sudo apt install anacron
sudo nano /etc/anacrontab
1 1 iptables-restore iptables-restore < /root/my.active.firewall.rules
我希望这些实际示例说明了如何使用 iptables 和 firewalld 来管理基于 Linux 的防火墙上的连接问题。
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