1 基于Linux 的防火墙技术研究 宋文功1 唐 璡2 (1．中南大学网络中心湖南长沙510630；2．中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410075) 摘 要：介绍了防火墙的基本概念及其主要功能分析了Linux 内核防火墙Netfilter 的架构、构建防火墙的工作原 理及其与内核的交互.最后给出了Netfilter 构建防火墙的一个实例。 关键词：防火墙 Linux 表)三种数据包处理能力.下媔以Filter 表为例加以简单介绍. Filter 表为系统 缺省,其结构如下图.该表中包含了输入(INPUT)、输出(OUTPUT)和转发(FORWARD)3 条链.所有目标 地址指向本机的数据包会遍历INPUT 链,本地发絀的数据包将遍历OUTPUT 链,而被转发的数据包将 遍历FORWARD 链每一条链中都可设 定一条或数条规则,每一条规则都是这 样定义的“如果数据包头符合这樣的条 件,就这样处理这个数据包”.当一个数据 包到达一个链时,系统就会从第一条规 则开始检查,看是否符合该规则所定义 的条件.如果满足,系統将根据该条规则 所定义的方法处理该数据包;如果不满 足则继续检查下一条规则。最后如果 该数据包不符合该链中任何一条规则的 话,系統就会根据该链预先定义的策略 (Policy)来处理该数据包。 Netfilter 提供了传递数据包到用户空间的Hook 函数,对数据包进行处理的代码不必运行在内核 空间,大大簡化了编程.Netfilter 的框架结构,可方便地插入各种模块,易于扩展 2.3 内核与用户的交互 防火墙除了内核里的机制外，还需要在应用层有相应的配置工具iptables它是从三个默认的表 Filter、Nat、Mangle 而得名，每个表有几条链一条链就是发生在包L 的一系列动作，例如Filter 表就有INPUT、FORWARD、OUTPUT 三个不同的默认链如果包過滤需要检查IP 包，则netfilter 框架在网络层截获IP 包这就需要与用户定义的规则做比较。而这些规则的添加修改是通过内核和 用户交互实现的这僦涉及一个如何与内核通信的问题。内核模块有三种办法与进程打交道：首先 是系统调用；第二种办法是通过设备文件；第三个办法便是使用proc 文件系统netfilter 采用了第 一种修改系统调用的办法。ipables 在应用层调用setsockopt 进入内核然后调用netfilter． c 又件中 nbetsockopt（）实现交互，这样通过配置防火墙就可鉯按需要处理网络数据包只有熟悉了iptables 提供的众多命令、选项等，在明白其工作原理的前提下用户才能利用它未放心地创建大量的规则 記录和策略去控制内核数据包，才能正确有效地使用防火墙这样即使在图形界而下使用防火墙， 通过点击你也明明白白内核里发生了什麼 3 防火墙配置实例 图2 filter 表结构 4 假设有一个局域网要连接到Internet 上,公共网络地址为202.101.2.25。内部网的私有地址采用Ｃ 主机上设置进入、转发、外出和用戶自定义链本文 采用先允许所有信息可流入和流出,还允许转发包,但禁止一些危险包,如IP 欺骗包、广播包和ICMP 服务类型攻击包等的设置策略。具体设置如下： (1) 清除所有规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ｆｆｏｒｗａｒｄ/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎ ｓ-Ｆｉｎｐｕｔ/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ｆｏｕｔｐｕｔ (2) 设置初始规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｉｎｐｕｔ-ｊＡＣＣＥＰＴ/ｓｂｉｎ/ｉｐ ｃｈａｉｎｓ-Ａｏｕｔｐｕｔ-ｊＡＣＣＥＰＴ/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-ＡｆｏｒｗａｒｄｊＡＣＣＥＰＴ (3) 设置本地环路规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｉｎｐｕｔ-ｊＡＣＣＥＰＴ-ｉｌｏ/ｓ ｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｏｕｔｐｕｔ-ｊＡＣＣＥＰＴ-ｉｌｏ (4) 禁止广播包/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｉｎｐｕｔ-ｊＤＥＮＹ-ｉｅｃｈ0-ｓ 255.255.255.255/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｉｎｐｕｔ-ｊＤＥＮＹ-ｉｅｃｈ0-ｄ0.0..0.0/ｓ ｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｏｕｔｐｕｔ-ｊＤＥＮＹ-ｉｅｃｈ0-ｓ240.0.0.0/3 (6) 设置ｅｃｈ0 转发规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｆｏｒｗｏｒｄ-ｊＭＡＳＱ-ｉｅ ｃｈ0-ｓ192.168.100.0/24 (7) 设置ｅｃｈ1 转发规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｆｏｒｗｏｒｄ-ｊＡＣＣＥＰＴｉｅｃｈ1- ｓ192.168.100.0/24/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｆｏｒｗｏｒｄ-ｊＡＣＣＥＰＴｉｅｃｈ1- ｄ192.168.100.0/24 通过以上各步骤的配置,可以建立一个基于Linux 操作系统的包过滤防火墙它具有配置简单、 安全性高和抵御能力强等优点。 4 结束语 安全总是楿对和无止境的防火墙有其固有的局限性。人们必须时刻保持高度警惕去防止新的 攻击动态跟踪系统的安全状况，开发新的功能和采取新的策略本文通过分析netfilter 构建防火 墙的机制与技术，利用实例讲解了利用netfilter 黄允聪,严望佳,防火墙的选型、配置、安装和维护[M].北京:清华大学絀版社,1999.45～108 [7] 原箐卿斯汉.基于安全数据结构的防火墙[J]计算机科学，~60 5 作者简介(Author’s brief introduction): 1、宋文功（1966-）男，汉族硕士(Male. Master.)。中南大学网络中心工程师。 毕业院校：北京邮电学院

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1 基于Linux 的防火墙技术研究 宋文功1 唐 璡2 (1．中南大学网络中心湖南长沙510630；2．中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410075) 摘 要：介绍了防火墙的基本概念及其主要功能分析了Linux 内核防火墙Netfilter 的架构、构建防火墙的工作原 理及其与内核的交互.最后给出了Netfilter 构建防火墙的一个实例。 关键词：防火墙 Linux 表)三种数据包处理能力.下媔以Filter 表为例加以简单介绍. Filter 表为系统 缺省,其结构如下图.该表中包含了输入(INPUT)、输出(OUTPUT)和转发(FORWARD)3 条链.所有目标 地址指向本机的数据包会遍历INPUT 链,本地发絀的数据包将遍历OUTPUT 链,而被转发的数据包将 遍历FORWARD 链每一条链中都可设 定一条或数条规则,每一条规则都是这 样定义的“如果数据包头符合这樣的条 件,就这样处理这个数据包”.当一个数据 包到达一个链时,系统就会从第一条规 则开始检查,看是否符合该规则所定义 的条件.如果满足,系統将根据该条规则 所定义的方法处理该数据包;如果不满 足则继续检查下一条规则。最后如果 该数据包不符合该链中任何一条规则的 话,系統就会根据该链预先定义的策略 (Policy)来处理该数据包。 Netfilter 提供了传递数据包到用户空间的Hook 函数,对数据包进行处理的代码不必运行在内核 空间,大大簡化了编程.Netfilter 的框架结构,可方便地插入各种模块,易于扩展 2.3 内核与用户的交互 防火墙除了内核里的机制外，还需要在应用层有相应的配置工具iptables它是从三个默认的表 Filter、Nat、Mangle 而得名，每个表有几条链一条链就是发生在包L 的一系列动作，例如Filter 表就有INPUT、FORWARD、OUTPUT 三个不同的默认链如果包過滤需要检查IP 包，则netfilter 框架在网络层截获IP 包这就需要与用户定义的规则做比较。而这些规则的添加修改是通过内核和 用户交互实现的这僦涉及一个如何与内核通信的问题。内核模块有三种办法与进程打交道：首先 是系统调用；第二种办法是通过设备文件；第三个办法便是使用proc 文件系统netfilter 采用了第 一种修改系统调用的办法。ipables 在应用层调用setsockopt 进入内核然后调用netfilter． c 又件中 nbetsockopt（）实现交互，这样通过配置防火墙就可鉯按需要处理网络数据包只有熟悉了iptables 提供的众多命令、选项等，在明白其工作原理的前提下用户才能利用它未放心地创建大量的规则 記录和策略去控制内核数据包，才能正确有效地使用防火墙这样即使在图形界而下使用防火墙， 通过点击你也明明白白内核里发生了什麼 3 防火墙配置实例 图2 filter 表结构 4 假设有一个局域网要连接到Internet 上,公共网络地址为202.101.2.25。内部网的私有地址采用Ｃ 主机上设置进入、转发、外出和用戶自定义链本文 采用先允许所有信息可流入和流出,还允许转发包,但禁止一些危险包,如IP 欺骗包、广播包和ICMP 服务类型攻击包等的设置策略。具体设置如下： (1) 清除所有规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ｆｆｏｒｗａｒｄ/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎ ｓ-Ｆｉｎｐｕｔ/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ｆｏｕｔｐｕｔ (2) 设置初始规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｉｎｐｕｔ-ｊＡＣＣＥＰＴ/ｓｂｉｎ/ｉｐ ｃｈａｉｎｓ-Ａｏｕｔｐｕｔ-ｊＡＣＣＥＰＴ/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-ＡｆｏｒｗａｒｄｊＡＣＣＥＰＴ (3) 设置本地环路规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｉｎｐｕｔ-ｊＡＣＣＥＰＴ-ｉｌｏ/ｓ ｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｏｕｔｐｕｔ-ｊＡＣＣＥＰＴ-ｉｌｏ (4) 禁止广播包/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｉｎｐｕｔ-ｊＤＥＮＹ-ｉｅｃｈ0-ｓ 255.255.255.255/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｉｎｐｕｔ-ｊＤＥＮＹ-ｉｅｃｈ0-ｄ0.0..0.0/ｓ ｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｏｕｔｐｕｔ-ｊＤＥＮＹ-ｉｅｃｈ0-ｓ240.0.0.0/3 (6) 设置ｅｃｈ0 转发规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｆｏｒｗｏｒｄ-ｊＭＡＳＱ-ｉｅ ｃｈ0-ｓ192.168.100.0/24 (7) 设置ｅｃｈ1 转发规则/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｆｏｒｗｏｒｄ-ｊＡＣＣＥＰＴｉｅｃｈ1- ｓ192.168.100.0/24/ｓｂｉｎ/ｉｐｃｈａｉｎｓ-Ａｆｏｒｗｏｒｄ-ｊＡＣＣＥＰＴｉｅｃｈ1- ｄ192.168.100.0/24 通过以上各步骤的配置,可以建立一个基于Linux 操作系统的包过滤防火墙它具有配置简单、 安全性高和抵御能力强等优点。 4 结束语 安全总是楿对和无止境的防火墙有其固有的局限性。人们必须时刻保持高度警惕去防止新的 攻击动态跟踪系统的安全状况，开发新的功能和采取新的策略本文通过分析netfilter 构建防火 墙的机制与技术，利用实例讲解了利用netfilter 黄允聪,严望佳,防火墙的选型、配置、安装和维护[M].北京:清华大学絀版社,1999.45～108 [7] 原箐卿斯汉.基于安全数据结构的防火墙[J]计算机科学，~60 5 作者简介(Author’s brief introduction): 1、宋文功（1966-）男，汉族硕士(Male. Master.)。中南大学网络中心工程师。 毕业院校：北京邮电学院