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1、 1. 项目课题引入 2. 防火墙的工作原理 3. 防火墙的配置与管理 4. NAT的配置 5. 现场演示案例课题引入项目背景l假设某单位租用DDN专线上网。网络拓扑如下图所示。iptables防火墙的eth0接口连接外网，IP地址为222.206.160.100；eth1接口连接内网，IP地址为192.168.1.1。假设在内网中存在WEB、DNS和E-mail3台服务器，这3台服务器都有公有IP地址。其IP地址如图所示。设置防火墙规则加强对内网服务器的保护，并允许外网的用户可以访问此3台服务器。课题引入项目分析l完成本项目需要解决的问题：1、什么是防火墙,其工作原理是什么2、如何使用Ipt
2、ables进行防火墙设置3、如何配置包过滤防火墙4、如何实现NAT课题引入教学目标l学习本课需要实现的教学目标：掌握防火墙的概念和工作原理掌握Iptables的结构和配置方法掌握包过滤防火墙的配置方法掌握NAT的配置方法课题引入应达到的职业能力l学生学习本课后应该具有的职业能力：掌握为企业设计防火墙的能力掌握Linux下Iptables的配置方法掌握包过滤防火墙的配置能力掌握NAT的配置能力具有较好的团队合作能力项目问题一 防火墙的工作原理l防火墙是一种非常重要的网络安全工具，利用防火墙可以保护企业内部网络免受外网的威胁，作为网络管理员，掌握防火墙的安装与配置非常重要。l防火墙分成2种:l代理
3、服务器型防火墙l包过滤型防火墙包过滤型防火墙 包过滤型防火墙内置于Linux系统的内核，在网络层或传输层对经过的数据包进行筛选。筛选的依据是系统内设置的过滤规则（ACL）。通过检查数据流中每个数据包的源地址、目的地址、所有的协议、端口号等因素，来决定是否允许该数据包通过。如图所示是包过滤型防火墙常用的一种模式，主要用来阻隔来自外网对内部网络的威胁。 包过滤型防火墙有两种基本的默认访问控制策略：一种是先禁止所有的数据包通过，然后再根据需要允许满足匹配规则的数据包通过。一种是先允许所有的数据包通过，再根据需要拒绝满足匹配规则的数据包通过。代理服务器型防火墙 代理服务器型防火墙是应用网关型防火墙，通
4、常工作在应用层。代理服务器实际上是运行在防火墙上的一种服务器程序。服务器监听客户机的请求，如申请浏览网页等。当内网的客户机请求与外网的真实服务器连接时，客户端首先连接代理服务器，然后再由代理服务器与外网真实的服务器建立连接，取得客户想要的信息，代理服务器再把信息返回给客户。 包过滤型防火墙工作原理 包过滤型防火墙的工作过程：包过滤型防火墙的工作过程：（1）数据包从外网传送给防火墙后，防火墙在IP层向TCP层传输数据前，将数据包转发给包检查模块进行处理。（2）首先与第一条过滤规则进行比较。（3）如果与第一条规则匹配，则进行审核，判断是否允许传输该数据包，如果允许则传输，否则查看该规则是否阻止该数
5、据包通过，如果阻止则将该数据包丢弃。（4）如果与第一条过滤规则不同，则查看是否还有下一条规则。如果有，则与下一条规则匹配，如果匹配成功，则进行与（3）相同的审核过程。（5）依此类推，一条一条规则匹配，直到最后一条过滤规则。如果该数据包与所有的过滤规则均不匹配，则采用防火墙的默认访问控制策略策略（丢掉该数据包，或允许该数据包通过）。包过滤型防火墙工作原理 包过滤型防火墙原理图 包过滤规则检查内容：包过滤规则检查内容：源、目标IP地址TCP和UDP的源、目的端口号协议类型ICMP消息类型TCP报头中的ACK位、序列号、确认号IP校验和项目问题二 Netfilter/iptables架构 从1.1内
6、核开始，Linux下的包过滤系统经历了3个阶段：在2.0内核中，采用ipfwadm来操作内核包过滤规则。在2.2内核中，采用ipchains来控制内核包过滤规则。在2.4内核中，采用了一个全新的内核包过滤管理工具iptables。Netfilter/iptables最早是与2.4内核版本的Linux系统集成的IP信息包过滤系统。它由Netfilter和iptables两个组件组成。Netfilter/iptables架构 Netfilter组件称为内核空间，它集成在Linux的内核中。主要由信息包过滤表（tables）组成，而表由若干个链组成，每条链中可以由一条或者多条规则组成。总的来说，Ne
7、tfilter是表的容器，表是链的容器，而链又是规则的容器。Netfilter/iptables架构（1）规则。规则存储在内核的包过滤表中，分别指定了源、目的IP地址、传输协议、服务类型等。当数据包与规则匹配时，就根据规则所定义的方法来处理数据包，如放行、丢弃等动作。（2）链。链是数据包传播的路径，每一条链其实就是众多规则中的一个检查清单，每一条链中可以有一条或数条规则。当数据包到达一条链时，会从链中第一条规则开始检查，看该数据包是否满足规则所定义的条件，如果满足，系统就会根据该条规则所定义的方法处理该数据包；否则将继续检查下一条规则。如果该数据包不符合链中任一条规则，会根据该链预先定义的默认
8、策略处理数据包。Netfilter/iptables架构（3）表。Netfilter中内置有3张表：filter表，nat表和mangle表。其中filter表用于实现数据包的过滤、nat表用于网络地址转换、mangle表用于包的重构。filter表是iptables默认的表， 主要用于数据包的过滤。filter表包含了INPUT链（处理进入的数据包）、FORWARD链（处理转发的数据包）和OUTPUT链（处理本地生成的数据包）。nat表主要用于网络地址转换。nat表包含了PREROUTIN链（修改即将到来的数据包）、OUTPUT链（修改在路由之前本地生成的数据包）和POSTROUTING链（
9、修改即将出去的数据包）。 mangle表主要用于对指定的包进行修改。在Linux 2.4.18内核之前，mangle表仅包含PREROUTING链和OUTPUT链。在Linux2.4.18内核之后，包括PREROUTING、INPUT、FORWARD、OUTPUT和POSTROUTING五个链。iptables传输数据包过程iptables传输数据包的过程如下图所示。 iptables传输数据包过程打开Linux的路由转发功能：（1） 修改内核变量ip_forward （2）修改/etc/sysctl.conf文件使“net.ipv4.ip_forward”的值设置为1 。iptables命令
10、iptables命令格式为： iptables -t 表名 -命令 链名 匹配条件 目标动作 Iptables表的常用命令：iptables命令Iptables命令中的常用匹配规则：iptables命令Iptables命令中的常用目标动作选项：iptables命令制定永久性规则集：保存规则集：恢复规则集：项目问题三 使用iptables配置包过滤防火墙【例15-1】清除所有链中的规则 。iptables命令举例【例15-2】设置filter表中3个链的默认策略为拒绝 。【例15-3】查看所有链的规则列表 。iptables命令举例【例15-4】添加一个用户自定义的链custom 。iptabl
11、es命令举例【例15-5】向filter表的INPUT链的最后添加一条规则，对来自192.168.1.1这台主机的数据包丢弃 。iptables命令举例【例15-6】向filter表中的INPUT链的第3条规则前面插入一条规则，允许来自于非192.168.3.0/24网段的主机对本机的25端口的访问 。iptables命令举例【例15-7】向filter表的INPUT链中添加一条规则，拒绝外界主机访问本机tcp协议的100至1024端口。iptables命令举例【例15-8】向filter表的INPUT链中添加一条规则，拒绝来自其他主机的ping请求 。项目问题三 NAT的基本知识NAT的主要
12、功能：（1）从Intranet传出的数据包由NAT将它们的专用地址转换为公用地址。（2）从Internet传入的数据包由NAT将它们的公用地址转换为专用地址。（3）支持多重服务器和负载均衡。（4）实现透明代理 。 NAT的基本知识NAT的工作过程：（1）客户机将数据包发给运行NAT的计算机。（2） NAT将数据包中的端口号和专用的IP地址换成它自己的端口号和公用的IP地址，然后将数据包发给外部网络的目的主机，同时记录一个跟踪信息在映像表中，以便向客户机发送回答信息。（3）外部网络发送回答信息给NAT。（4）NAT将所收到的数据包的端口号和公用IP地址转换为客户机的端口号和内部网络使用的专用IP
13、地址并转发给客户机。 NAT的基本知识NAT的工作过程示意图： NAT的基本知识NAT的分类：（1）源NAT（Source NAT，SNAT）。SNAT指修改第一个包的源IP地址。SNAT会在包送出之前的最后一刻做好Post-Routing的动作。Linux中的IP伪装（MASQUERADE）就是SNAT的一种特殊形式。（2）目的NAT（Destination NAT，DNAT）。DNAT是指修改第一个包的目的IP地址。DNAT总是在包进入后立刻进行Pre-Routing动作。端口转发、负载均衡和透明代理均属于DNAT。 使用Iptables实现NAT用户根据规则所处理的信息包类型，使用ipt
14、ables命令设置NAT规则：要做源IP地址转换的数据包的规则被添加到POSTROUTING链中。要做目的IP地址转换的数据包的规则被添加到PREROUTING链中。直接从本地出去的数据包的规则被添加到OUTPUT链中。使用Iptables实现NAT数据包穿越NAT的工作流程示意图：使用Iptables实现NAT【例15-10】假设某企业网中NAT服务器安装了双网卡，eth0连接外网，eth1连接内网，IP地址为192.168.0.1。企业内部网络的客户机都只有私有IP地址。利用NAT服务使企业内部网络的计算机能够连接Internet网络。 【例15-10】的解决方案1假设eth0的IP地址是
15、静态分配的。公网IP地址池为222.206.160.100-222.206.160.150 。此时应作SNAT，iptables命令的-j参数的语法格式为： -j SNAT -to-source/-to IP1-IP2:port1 -port2 配置步骤：打开Linux的内核转发功能。 rootRHEL4 # echo “1”/proc/sys/net/ipv4/ip_forward 实现SNAT。 rootRHEL4 # iptables t nat A POSTROUTING p tcp o eth0 j SNAT -to 222.206.160.100-222.206.160.150:1
16、025:30000 【例15-10】的解决方案2假设连接外网的接口是利用ADSL拨号连接的ppp0。 此时应作IP伪装，iptables命令的-j参数的语法格式为： -j MASQUERADE 配置步骤：打开Linux的内核转发功能。 rootRHEL4 # echo “1”/proc/sys/net/ipv4/ip_forward 实现IP伪装。rootRHEL4 # iptables t nat A POSTROUTING o ppp0 -j MASQUERADE 使用Iptables实现NAT【例15-11】假设某企业网中NAT服务器安装了双网卡，eth0连接外网，IP地址为222.20
17、6.160.100。eth1连接内网，IP地址为192.168.0.1。企业内部网络WEB服务器的IP地址为192.168.1.2。要求当Internet网络中的用户在浏览器中输入http:/ 222.206.160.100时可以访问到内网的WEB服务器。【例15-11】的解决方案根据题目要求可知，此时应作DNAT。iptables命令的-j参数的语法格式为： -j DNAT -to-destination/-to IP1-IP2:port1 -port2 实现DNAT的配置语句： # iptables t nat A PREROUTING p tcp d 222.206.160.100 -d
18、port 80 j DNAT -to 192.168.1.2:80或者：# iptables t nat A PREROUTING p tcp i eth0 -dport 80 j DNAT -to 192.168.1.2:80 总结l本项目的解决方案:l/1. 清空所有的链规则lrootRHEL4 # iptables -Fl/2. 禁止iptables防火墙转发任何数据包lrootRHEL4 # iptables -P FORWARD DROPl/3. 建立来自Internet网络的数据包的过滤规则l# iptables -A FORWARD p tcp d 222.206.100.2 p
19、 tcp -dport 80 -i eth0 -j ACCEPTl# iptables -A FORWARD p tcp d 222.206.100.3 -p tcp -dport 53 -i eth0 -j ACCEPTl# iptables -A FORWARD p tcp d 222.206.100.4 -p tcp -dport 25 -i eth0 -j ACCEPTl# iptables -A FORWARD p tcp d 222.206.100.4 -p tcp -dport 110 -i eth0 -j ACCEPTl/4. 接受来自内网的数据包通过lrootRHEL4 #
20、iptables -A FORWARD s 222.206.100.0/24 j ACCEPTl/5. 对于所有的ICMP数据包进行限制，允许每秒通过一个数据包，该限制的触发条件是10个包lrootRHEL4 # iptables -A FORWARD -p icmp -m limit -limit 1/s -limit-burst 10 -j ACCEPT作业l根据如下防火墙配置的需求,写出配置命令:l设置filter表中3个链的默认策略为拒绝l查看所有链的规则列表l添加一个用户自定义的链custom1l向filter表的INPUT链的最后添加一条规则，对来自192.168.1.10这台主机的数据包丢弃l向filter表中的INPUT链的第3条规则前面插入一条规则，允许来自于非192.168.3.0/24网段的主机对本机的25端口的访问
