防火墙概述

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,会将希望外网访问的主机放在 DMZ ( demilitarized zone )网络中。

1. 防火墙的分类

按保护范围划分：

• 主机防火墙：服务范围为当前一台主机。
• 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， 山石 hillstone,天融信，启明星辰，绿盟，深信服, PaloAlto , fortinet 飞塔, Cisco, Checkpoint， NetScreen ( 2004 年被 Juniper 用 40 亿美元收购)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，Windows 防火墙 ISA ——> Forefront TMG。

按网络协议划分：

• 网络层防火墙：OSI 模型下四层，又称为包过滤防火墙。
• 应用层防火墙 / 代理服务器：proxy 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. Linux 防火墙的基本认识

Linux 防火墙是由 Netfilter 组件提供的，Netfilter 工作在内核空间，集成在 linux 内核中。Netfilter 是 Linux 2.4.x 之后新一代的 Linux防火墙机制，是 linux 内核的一个子系统。Netfilter 采用模块 化设计，具有良好的可扩充性，提供扩展各种网络服务的结构化底层框架。Netfilter 与 IP 协议栈是无缝契合，并允许对数据报进行过滤、地址转换、处理等操作。

Netfilter官网文档： https://netfilter.org/documentation/

[root@Ubuntu2204 ~]#grep -m 10 NETFILTER /boot/config-5.15.0-124-generic 
CONFIG_NETFILTER=y
CONFIG_NETFILTER_ADVANCED=y
CONFIG_BRIDGE_NETFILTER=m
CONFIG_NETFILTER_INGRESS=y
CONFIG_NETFILTER_NETLINK=m
CONFIG_NETFILTER_FAMILY_BRIDGE=y
CONFIG_NETFILTER_FAMILY_ARP=y
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_HOOK=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_ACCT=m
CONFIG_NETFILTER_NETLINK_QUEUE=m

# y 表示该功能编译进内核。
# m 表示该功能编译成模块，可以在需要时加载。

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。