Linux网络服务器配置管理项目实训教程课件项目11 配置防火墙与代理服务器.ppt

1、课题引入：防火墙与代理服务器 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。本章重点介绍Iptables和SQUID两类防火墙的配置。防火墙与代理服务器l防火墙的分类l防火墙的工作原理lIptableslNATlSQUID代理服务器l 掌握防火墙的分类及工作原理l 掌握Iptables防火墙和SQUID代理服务器的配置l 掌握NAT及透明代理的实现方法l Iptables防火墙的配置l NAT的实现方法l 透明代理的实现方法学习目标本章难点防火墙的分类l包过滤型防火墙l代理服务器型防火墙防火墙的分类 防火墙技术

2、用于实现内外网之间访问的安全性。防火墙的两种主要类型：包过滤型防火墙代理服务器（应用防火墙）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。

3、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。防火墙的工作原理l包过滤型防火墙工作原理l代理服务器型防火墙工作原理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

4、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I

5、CMP消息类型TCP报头中的ACK位、序列号、确认号IP校验和代理服务器型防火墙工作原理 代理服务器型防火墙是应用层防火墙，它能提供部分与传输有关的状态，能提供与应用相关的状态和部分传输的信息，工作原理如右图所示。代理服务器型防火墙原理图代理服务器型防火墙工作原理 代理服务器型防火墙的工作过程：代理服务器型防火墙的工作过程：（1）主机A向代理服务器发送一个访问因特网的请求。（2）代理服务器将检测ACL（访问列表）中的设置。（3）如果主机A所需要的信息已经存在，代理服务器将直接将其发送给主机A。否则，服务器将代替主机A访问因特网。（4）因特网将主机A所需要的信息发送给代理服务器，这些信息将被保存

6、在缓存中。（5）代理服务器将这些信息发送给主机A。（6）主机B向代理服务器发送一个访问同样信息的请求。（7）代理服务器将检测ACL（访问列表）中的设置。（8）服务器直接将已保存的信息发送给主机B。防火墙的工作原理lNetfilter/iptables架构liptables传输数据包的过程liptables命令liptables命令使用举例Netfilter/iptables架构 从1.1内核开始，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

7、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，Netfilter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

8、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、

9、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（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PRERO

10、UTING、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

11、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：iptables命令举例【例1】清除所有链中的规则。iptables命令举例【例2】设置filter表中3个链的默认策略为拒绝。【例3】查看所有链的规则列表。iptables命令举例【例4】添加一个用户自定义的链custom。iptables命令举例【例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

12、口的访问。iptables命令举例【例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。iptables命令举例【例9】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

13、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。例例9的解决方案的解决方案/1.清空所有的链规则rootRHEL4#iptables -F/2.禁止iptables防火墙转发任何数据包rootRHEL4#iptables -P FORWARD DROP/3.建立来自Internet网络的数据包的过滤规则#iptables-A FORWARD p tcp d 222.206.100.2 p tcp -dport 80 -i eth0 -j ACCEPT#iptables-A FORWARD p tcp d 222.206.100.3 -p tcp -dport 53 -i eth0

14、-j ACCEPT#iptables-A FORWARD p tcp d 222.206.100.4 -p tcp -dport 25 -i eth0 -j ACCEPT#iptables-A FORWARD p tcp d 222.206.100.4 -p tcp -dport 110 -i eth0 -j ACCEPT/4.接受来自内网的数据包通过rootRHEL4#iptables -A FORWARD s 222.206.100.0/24 j ACCEPT/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rootRHEL4#iptables-A

15、FORWARD-p icmp-m limit-limit 1/s-limit-burst 10-j ACCEPT NATlNAT的基本知识l使用iptables实现NATNAT的基本知识 NAT的主要功能：（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

16、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

17、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iptables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，I

18、P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10】的解决方案1 假设eth0的IP地址是静态分配的。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#ipt

19、ables t nat A POSTROUTING p tcp o eth0 j SNAT-to 222.206.160.100-222.206.160.150:1025:30000【例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 MAS

20、QUERADE 使用Iptables实现NAT【例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222.206.160.100。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

21、的配置语句：#iptables t nat A PREROUTING p tcp d 222.206.160.100-dport 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 SQUID代理服务器lSQUID服务的安装、启动与停止lSQUID服务器的配置lSQUID服务器配置实例l透明代理SQUID代理服务器 代理服务代理服务是指由一台拥有公有IP地址的机器代替若干没有公有IP地址的机器和Internet上的其它主机打交道，提供代

22、理服务的这台机器称为代理服务器。拥有私有IP地址的机器想连接到Internet上时，先把这个请求发给拥有公有IP地址的代理服务器，由代理服务器把这个请求通过它的公有IP地址发到请求的目的地址。然后目标地址的服务器把返回的结果发回给代理服务器，代理服务器再原封不动的把资料发给内部主机。Squid是一个高性能的代理缓存服务器，可以加快内网浏览Internet的速度，提高客户机访问命中率。Squid不仅支持HTTP协议，还支持FTP、gopher、SSL和WAIS等协议。Squid由一个主要的服务程序Squid，一个DNS查询程序dnsserver，几个重写请求和执行认证的程序，以及几个管理工具组成

23、。Squid使用访问控制清单（ACL）和访问权限清单（ARL）阻止特定的网络连接来减少潜在的Internet非法连接。SQUID服务的安装、启动与停止 SQUID服务的安装：Squid服务的软件包在RHEL4的第2张安装盘上。软件包的名字为“squid-2.5.STABLE6-3.i386.rpm”。插入安装盘，挂载。然后输入下面的命令完成安装。SQUID服务的安装、启动与停止 SQUID服务的启动：SQUID服务的重新启动：SQUID服务的停止：SQUID服务器的配置SQUID服务的主配置文件是/etc/squid/squid.conf，用户可以根据自己的实际情况修改相应的选项。下面给出的是

24、一个配置文件的实例，各项的具体含义见课本P265。SQUID服务器的配置 访问控制列表ACL：ACL是要控制客户的主机和域的列表。用户使用http_access等命令定义控制功能，可以基于源IP地址、域名、甚至时间和日期等来使用acl命令定义系统或者系统组。acl命令的格式如下：acl 列表名称 列表类型 -i 列表值 列表名称用于区分Squid的各个访问控制列表，任何两个访问控制列表不能用相同的列表名。列表类型用于定义可被Squid识别的类别。例如，可以通过IP地址、主机名、域名、日期和时间等。常见选项如下表所示。ACL类型选项ACL访问控制列表举例【例【例 11-12】拒绝所有的客户端的请

25、求。acl all src 0.0.0.0/0.0.0.0 http_access deny all【例【例 11-13】禁止 192.168.2.0/24 网段的客户机上网。acl client1 src 192.168.1.0/255.255.255.0 http_access deny client1【例【例 11-14】禁止用户访问域名为 的网站。acl baddomain dstdomain http_access deny baddomain【例【例 11-15】禁止 192.168.1.0/24 网络的用户在周一到周五的上班时间上网。acl client1 src 192.168

26、.1.0/255.255.255.0 acl badtime time MTWHF 9:00-18:00 http_access deny client1 badtime【例【例 11-16】禁止用户下载*.mp3、*.exe、*.zip 和*.rar 类型的文件。acl badfile urlpath_regex -i .mp3$.exe$.zip$.rar$http_access deny badfile SQUID服务器配置实例【例17】某公司用Squid作代理服务器（内网IP地址为192.168.1.2），该代理服务器配置为奔腾1.6G/512M/80G，公司所用IP地址段为192.1

27、68.1.0/24，并且想用8080作为代理端口。（1）根据题目要求，编辑主配置文件squid.conf。内容如下：SQUID服务器配置实例（2）启动Squid服务：（3）客户端配置：透明代理 透明代理透明代理：是指客户端根本不需要知道有代理服务器的存在，客户端不需要在浏览器或其他的客户端工作中做任何设置，只需要将默认网关设置为Linux服务器的IP地址即可。利用Squid和NAT功能可以实现透明代理。1、Squid服务器的配置 在SQUID服务器的主配置文件squid.conf中，必须设置以下四项：httpd_accel_host virtual、httpd_accel_port 80：设置

28、虚拟主机模式及加速请求端口。httpd_accel_with_proxy on：该选项在透明代理模式下必须设置成on。此时，Squid既是WEB请求的加速器，又是缓存代理服务器。httpd_accel_uses_host_header on：在透明代理模式下，如果想让代理服务器的缓存功能正确工作，必须将该选项设为on。设为on时，Squid会把存储的对象加上主机名而不是IP地址作为索引。2、iptables的配置 打开防火墙的路由转发功能，并利用iptables的端口重定向功能，将所有客户端发出的对80端口的请求，都重定向到代理服务器所监听的3128端口即可。其实现语句为：小结本章介绍了Iptables和SQUID代理服务器两类防火墙的配置。主要包括防火墙的分类及工作原理、Iptables防火墙的配置、NAT、SQUID以及透明代理的实现方法。学习完本章的内容应能够利用iptables和SQUID构建网络防火墙及代理服务器。