Iptables - погружение, теория и настройка. Netfilter

При знакомстве с iptables, необходимо также упомянуть про netfilter. Netfilter - это группа программных хуков (перехват функции в чужих процессах) для ядра Linux, позволяющие модулям ядра от стека сетевых протоколов создавать функции обратного вызова.

Хук (hook) - это программный элемент, который позволяет перехватывать функции обратного вызова в чужих процессах.

Netfilter является основой для построения Firewall'а в дистрибутивах Linux, но для того, чтобы он заработал в полную силу его нужно настроить. Как раз с помощью iptables мы можем взаимодействовать с хуками Netfilter и создавать правила фильтрации, маршрутизации, изменения и транслирования пакетов. Иногда про Netfilter забывают и называют эту связку просто iptables.

ВВЕДЕНИЕ

Итак, iptables - это утилита для настройки программного Firewall'а (межсетевого экрана) linux, которая предустанавливается по умолчанию во все сборки Linux, начиная с версии 2.4. Запускается iptables из командной строки (CLI) под пользователем с правами root и настраивается там же.

Можете в этом убедиться, набрав команду iptables -V в командной строке, она покажет вам версию iptables.

Почему же iptables всем так понравился, что его стали включать во все сборки Linux? Всё дело в том, что iptables действительно очень прост в настройке. С помощью него можно решить следующие задачи:

• Настроить stateless и statefull фильтрацию пакетов версий IPv4 и IPv6;

Stateless - это фильтрация, основанная на проверке статических параметров одного пакета, например: IP адрес источника и получателя, порт и другие не изменяющиеся параметры.

Statefull - это фильтрация, основанная на анализе потоков трафика. С помощью нее можно определить параметры целой TCP сессии или UDP потока.

• Настраивать все виды трансляции IP адресов и портов NAT, PAT, NAPT;
• Настроить политики QoS;
• Производить различные манипуляции с пакетами, например - изменять поля в заголовке IP.

Прежде чем переходить к практике, давайте обратимся к теории и поймём саму логику iptables.

ЛОГИКА И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ IPTABLES

ПРАВИЛА

Как и все файрволлы, iptables оперирует некими правилами (rules), на основании которых решается судьба пакета, который поступил на интерфейс сетевого устройства (роутера).

Ну допустим у нас есть сетевое устройство с адресом 192.168.1.1, на котором мы настроили iptables таким образом, чтобы запрещать любые ssh (порт 22) соединения на данный адрес. Если есть пакет, который идёт, например, с адреса 192.168.1.15 на адрес 192.168.1.1 и порт 22, то iptables скажет: “Э, нет, брат, тебе сюда нельзя” и выбросит пакет.

Или вообще ничего не скажет и выбросит, но об этом чуть позже :)

Каждое правило в iptables состоит из критерия, действия и счётчика

• Критерий - это условие, под которое должны подпадать параметры пакета или текущее соединение, чтобы сработало действие. В нашем примере – этим условием является наличие пакета на входящем интерфейсе, устанавливающего соединение на порт 22
• Действие - операция, которую нужно проделать с пакетом или соединением в случае выполнения условий критерия. В нашем случае – запретить пакет на порт 22
• Счетчик - сущность, которая считает сколько пакетов было подвержено действию правила и на основании этого, показывает их объём в байтах.

ЦЕПОЧКИ

Набор правил формируется в цепочки (chains)

Существуют базовые и пользовательские цепочки.

Базовые цепочки - это набор предустановленных правил, которые есть в iptables по умолчанию.

Существует 5 базовых цепочек и различаются они в зависимости от того, какое назначение имеет пакет. Имена базовых цепочек записываются в верхнем регистре.

• PREROUTING - правила в этой цепочке применяются ко всем пакетам, которые поступают на сетевой интерфейс извне;
• INPUT - применяются к пакетам, которые предназначаются для самого хоста или для локального процесса, запущенного на данном хосте. То есть не являются транзитными;
• FORWARD - правила, которые применяются к транзитным пакетам, проходящими через хост, не задерживаясь;
• OUTPUT - применяются к пакетам, которые сгенерированы самим хостом;
• POSTROUTING - применяются к пакетам, которые должны покинуть сетевой интерфейс.

В базовых цепочках обязательно устанавливается политика по умолчанию, как правило – принимать (ACCEPT) или сбрасывать (DROP) пакеты. Действует она только в цепочках INPUT, FORWARD и OUTPUT

ТАБЛИЦА

Таблицы - это набор базовых и пользовательских цепочек. В зависимости от того, в какой таблице находится цепочка правил, с пакетом или соединением производятся определённые действия

Существует 5 таблиц:

• filter - таблица, выполняющая функции фильтрации пакетов по определённым параметрам. В большинстве случаев вы будете использовать именно её. Содержит следующие встроенные цепочки: FORWARD, INPUT, OUTPUT;
• raw - чтобы понять предназначение этой таблицы, нужно понимать логику работы statefull firewall'а. Дело в том, что по умолчанию, iptables рассматривает каждый пакет как часть большого потока и может определить какому соединению принадлежит тот или иной пакет. С помощью raw таблицы настраиваются исключения, которые будут рассматривать пакет как отдельную, ни к чему не привязанную сущность. Содержит следующие встроенные цепочки: INPUT, OUTPUT;
• nat - таблица, предназначенная целиком по функции трансляции сетевых адресов. Содержит следующие встроенные цепочки: PREROUTING, OUTPUT, POSTROUTING;
• mangle - таблица, предназначенная для изменения различных заголовков пакета. Можно, например, изменить TTL, количество hop'ов и другое. Содержит следующие встроенные цепочки: PREROUTING, INPUT, FORWARD, OUTPUT, POSTROUTING>;
• security - используется для назначения пакетам или соединениям неких меток, которые в дальнейшем может интерпретировать SElinux.

Теперь мы можем представить себе логику iptables в виде следующей схемы:

ДЕЙСТВИЯ

Ну и последнее, о чем нужно рассказать, прежде чем мы с вами начнем писать правила - это target. В контексте iptables, target - это действие, которое нужно проделать с пакетом или соединением, которое совпало с критериями правила.

Итак, наиболее используемые действия:

• ACCEPT - разрешить прохождение пакета;
• DROP - тихо выбросить пакет, не сообщая причин;
• QUEUE - отправляет пакет за пределы логики iptables, в стороннее приложение. Это может понадобиться, когда нужно обработать пакет в рамках другого процесса в другой программе;
• RETURN - остановить обработку правила и вернуться на одно правило назад. Это действие подобно break'у в языке программирования.

Помимо этих четырех, есть ещё масса других действий, которые называются расширенными (extension modules):

• REJECT - выбрасывает пакет и возвращает причину в виде ошибки, например: icmp unreachable;
• LOG - просто делает запись в логе, если пакет соответствует критериям правила;

Есть действия, которые доступны только в определенной цепочке и таблицах, например, только в табоице nat и цепочках OUTPUT и PREROUTING доступно действие DNAT, которое используется в NAT'ировании и меняет Destination IP пакета. В той же таблице, только в цепочке POSTRUNNING доступно действие SNAT, меняющее Source IP пакета.

Отдельно остановимся на действии MASQUERADE, которое делает то же самое что SNAT, только применяется на выходном интерфейсе, когда IP адрес может меняться, например, когда назначается по DHCP.

ПИШЕМ ПРАВИЛА

Отлично, теперь давайте приближаться к практике. Как Вы уже поняли, мы будем писать правила, поэтому нам нужно понять, как они строятся.

Итак, допустим у нас есть хост с адресом 192.168.2.17, на 80 (http) порту которого, работает вэб-сервер Apache. Мы заходим на адрес http://192.168.2.17 с хоста с адресом 192.168.2.2 и всё отлично работает:

А теперь открываем командную строку под root на хосте 192.168.2.17 и пишем:

 iptables -A INPUT -p tcp -s 192.168.2.2 --dport 80 -j DROP 

Попробуем открыть открыть http://192.168.2.17 ещё раз:

Упс, не работает. Давайте теперь разбираться, что мы наделали?

Всё очень просто – данной командой мы:

• вызвали утилиту iptables;
• -A - этим ключом мы указали, что нужно добавить правило к существующей цепочке;
• INPUT - указали цепочку, к которой хотим добавить правило;
• -p tcp - явно указали протокол TCP. Здесь также можно указывать другие протоколы (udp, icmp, sctp), или номер протокола, инкапсулируемого в IP (17 – udp, 6 – tcp и др.);
• -s 192.168.2.2 - указали, какой адрес источника должен быть у пакета, который мы хотим фильтровать;
• --dport 80 - указали адресованные какому порту пакеты мы хотим фильтровать. В данном случае - 80, на котором работает наш сервер Apache.
• -j DROP - указали что нужно сделать с пакетом, параметры которого совпали с данными критериями. В данном случае – просто тихо выбросить.

Таким образом, мы заблокировали все пакеты с адреса 192.168.2.2 на локальный порт 80 и тем самым закрыли доступ к нашему серверу Apache для данного хоста.

Обратите внимание – мы не указывали таблицу, в цепочки которой мы хотим добавить правило. Поэтому, по умолчанию таблица - filter. Для явного указания таблицы нужно перед указанием цепочки ввести ключ -t или (--table)

Чтобы открыть доступ опять просто поменяем ключ -A в правиле на -D, тем самым мы удалим данное правило из iptables.

СИНТАКСИС IPTABLES

Друзья, на самом деле в iptables очень богатый синтаксис правил. Полный список ключей и параметров вы можете найти в официальном гайде на iptables.org. Мы же приведём самые “ходовые” опции, которыми вы, вероятно, будете пользоваться. Чтобы вы не запутались, мы приводим их в табличках ниже.

Для удобства, в iptables реализовано очень много сокращений для разных ключей. Например, мы писали ключ -A вместо полного --append, -p вместо полного --proto и -s вместо полного --source, дальше мы покажем, что ещё можно сократить и где применить.

Начнём с команд для редактирования правил и цепочек – добавления, удаления, замены и так далее:

Продолжим синтаксисом настройки правил – на каком сетевом интерфейсе следить за пакетами, какой протокол проверять, адрес источника, назначения и так далее.

Кстати, перед некоторыми параметрами можно ставить восклицательный знак - !, означающее логическое НЕ. В таблице мы пометим такие параметры таким значком – (!)

Теперь рассмотрим опции для действий, которые должны сработать по совпадению критериев:

Теперь рассмотрим какую информацию мы можем вытянуть с помощью iptables и какие опции для этого нужно использовать:

Для быстрого получения информации о настроенных правилах и о метриках их срабатывания, часто применяется команда, комбинирующая 3 ключа - iptables -nLv. Например, для настроенного нами ранее правила – вывод будет такой:

ПРИМЕР ПОСЛОЖНЕЕ

Давайте рассмотрим ещё один пример. Допустим у нас во локальной сети есть хост 192.168.2.19 с сервером Apache. Мы хотим сделать его доступным из Интернета. Для этого нам нужно воспользоваться возможностями таблицы nat и написать правило, которое будет перенаправлять входящий http трафик на внешний интерфейс (пусть будет enp0s3 с адресом 101.12.13.14) и порт 80 на адрес нашего сервера внутри сети и 80 порт – 192.168.2.19:80. По сути – нужно сделать проброс портов.

Напишем такое правило:

 iptables -t nat -A PREROUTING -i enp0s3 -p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.2.19:80

Теперь если мы перейдём по адресу http://101.12.13.14, то должны попасть на наш Apache.

Возможности iptables настолько обширны, что мы могли бы начать писать новую Базу знаний по нему. В статье мы показали лишь базовые варианты применения. Это действительно великий инструмент и освоить его не так уж сложно. Надеюсь, данная статья Вам в этом поможет. Спасибо за внимание!

Сопровождение сайта