Jan Kończak

Ta strona jest tylko do odczytu. Możesz wyświetlić źródła tej strony ale nie możesz ich zmienić.
====== Filtracja pakietów w systemie Linux ======

===== nefilter i iptables =====
**[[http://pl.wikipedia.org/wiki/Netfilter|Netfilter]]** to część jądra systemu operacyjnego Linux zbierająca funkcje kontroli ruchu sieciowego.

Do kontroli zachowania mechanizmów kernela składających się na netfilter służą programy **''iptables''**, <html><small></html> ''ip6tables'', ''ebtables'' oraz ''arptables'' [[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Netfilter-components.svg|[1]]]<html></small></html>

[[http://netfilter.org/|Netfilter project]] jest zbiorem projektów związanych z frameworkiem do filtrowania pakietów, w tym iptables.
==== Hooki, tabele, łańcuchy ====
Podczas przejścia pakietu przez jądro Linuksa wykonywane są w ściśle określonej kolejności [[http://en.wikipedia.org/wiki/Hooking|hooki]] decydujące co z pakietem zrobić.

Każdemu hookowi odpowada jeden **łańcuch** reguł (**chain**).

Łańcuch reguły to wiele reguł które przetwarzane są **w kolejności** – jeśli któraś reguła zdecyduje o losie pakietu, późniejsze nie są brane pod uwagę.

Łańcuchy są pogrupowane w **tabele** (**table**) pod względem funkcjonalności. W ''iptables'' dostępne są następujące tabele:
  * **filter** – odrzuca niechciane pakiety
  * **nat** – zmienia adresy źródłowe lub docelowe pakietu
  * mangle – modyfikuje pakiety
  * raw – udostępnia pakietów przed ich przetworzeniem przez część kernela (np. conntrack)
  * security – używana przy zaawansowanych modelach bezpieczeństwa w Linuksie (np. SELinux)
Łańchy mają nazwy odpowiadające momentowi ich wywołania:
  * **PREROUTING** jest wykonywany dla pakietów przychodzących //przed routingiem// (czyli decyzją czy pakiet jest kierowany do tego komputera, czy należy go przesłać dalej lub odrzucić)
  * **INPUT** jest wykonywany dla pakietów //prz__y__chodzących// skierowanych do tego komputera
  * **FORWARD** jest wykonywany dla pakietów //prz__e__chodzących//, tj. pakietów ze świata, które mają być wysłane dalej
  * **OUTPUT** jest wykonywany dla pakietów wyprodukowanych na tym komputerze (//wychodzących//)
  * **POSTROUTING** jest wykonywany dla pakietów wychodzących po podjęciu decyzji gdzie je wysłać

Droga pakietu przez mechanizmy filtrujące w systemie Linux podsumowana jest tutaj:
** [[https://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:Netfilter-packet-flow-pl.svg|[PL]]] **
** [[https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Netfilter-packet-flow.svg|[EN]]] **

Można tworzyć własne łańcuchy, ale mogą one być uruchomione tylko przez dołączenie ich do już istniejących.
==== Stanowość i bezstanowość – conntrack ====
Jądro Linuksa jest zaopatrzone w mechanizm śledzenia połączeń (conntrack). Duża część reguł korzysta z dostarczanych przez niego informacji, co znacznie ułatwia konfigurację filtracji.
==== [Ekstra] Trwałość reguł (persistance) ====
Iptables nie dostarcza mechanizmu automatycznego zapisywania ustawień – po ponownym uruchomieniu lista reguł jest pusta, a polityki domyślne. Dla odtworzenia reguł przy starcie dystrybucje Linuksa dostarczają odpowiedni skrypt startowy. Zwykle zapisanie reguł odbywa się ręcznie (tj. trzeba wydać odpowiednią komendę).
===== Komendy =====
Komenda ''iptables'' wszędzie **rozróżnia wielkie i małe litery**, ponadto **kolejność argumentów** decyduje o zrozumieniu polecenia.

Wyświetlanie listy reguł:
  * ''iptables [-t filter] -L [-n]'' – **wypisanie** (''--list'') **tablicy filtracji** \\
  * ''iptables -t <tablica> -L [-n]'' – wypisanie innych tablic \\
  * ''iptables [-t <tablica>] --line-numbers -L''  – dodaje **numery reguł**

Wzorce poleceń modyfikujących działanie filtracji i dodających reguły filtaracji:
  * ''iptables [-t filter] -P <łańcuch> <polityka>'' – zmiana **domyślnego zachowania** (tj. jeśli żadna z reguł nie podejmie decyzji). Zwykle stosowane polityki to ''ACCEPT'' lub ''DROP''. Przykład: \\  ''iptables -P INPUT DROP'' – ignoruje pakiety przychodzące
  * ''iptables -A <łańcuch> <reguła>'' – **dodaje** regułę do łańcucha (''--append''), np: \\  ''iptables -A INPUT -s 1.2.3.4 -j ACCEPT''
  * ''iptables -I <łańcuch> [pozycja] <reguła>'' – **wstawia** (''--insert'') regułę **na podane miejsce** do łańcucha (lub na początek jeśli numeru nie podano), np: \\ ''iptables -I INPUT 1 -s 1.2.3.4 -j ACCEPT''
  * ''iptables -D <łańcuch> <nr>'' – **usuwa** (''--delete'') regułę na podanej pozycji z łańcucha, np: \\ ''iptables -D INPUT 2''
  * ''iptables -D <łańcuch> <reguła>'' – **usuwa** (''--delete'') regułę z łańcucha, np: \\ ''iptables -D INPUT -s 1.2.3.4 -j ACCEPT''
  * ''iptables -F [łańcuch]'' – usuwa wszystkie reguły [z łańcucha] (''--flush''); wysoce niebezpieczne

Zwykle reguły w ''iptables'' są zakończone akcją:
  * **''-j ACCEPT''** – przepuszcza pakiet
  * **''-j DROP''** – ignoruje (wyrzuca do śmieci) pakiet
  * **''-j REJECT''** – dodatkowa akcja, symuluje zamknięte gniazdo (wysyła ICMP //destination unreachable//)
Są też dostępne inne akcje, np. ''LOG'', ''MARK'' i ''SET''. Więcej szczegółow w ''man iptables-extensions''

Rdzeń ''iptables'' zawiera niewiele filtrów – źródłowy i docelowy adres(''-s'' i ''-d''), interface (''-i'' i ''-o'') i protokół (''-p''). \\ **Patrz: ''man iptables''**. \\
Filtry można negować przez użycie '!' (wykrzyknika)

Netfilter jest modularny – większość funkcji mieści się w **rozszerzeniach**, ładowanych przez ''-m <nazwa>''\\
To pozwala na bardzo szczegółową filtrację. \\ **Patrz: ''man iptables-extensions''**

Przykładowe rozszerzenia:
  * ''-m tcp/udp'' jest **automatycznie** ładowany razem z ''-p udp/tcp''; pozwala ustalić m. inn. port źródłowy i docelowy ''--sport / --dport''
  * ''-m conntrack''  wybiera stan połączenia ''--ctstate'', m. inn.: ''INVALID,NEW,ESTABLISHED,RELATED''
  * ''-m comment''  pozwala na dowolny komentarz ''--comment <tekst>''
  * ''-m limit''  dzięki ''--limit'' ogranicza ilość pakietów na jednostkę czasu 
  * ''-m hashlimit''  pozwala m. inn. ustawić limit pakietów/czas dla każdego IP z osobna
  * ''-m time''  pozwala włączyć regułę o ''--datestart'' i wyłączyć o ''--datestop''
  * ''-m u32''  udostępnia ''--u32'' wykonujący dowolny test na danych pakietu
  * ''-m connlimit''  używając ''--connlimit-above'' pozwala ograniczyć ilość połączeń z jednego adresu

''iptables'' ma rozbudowaną pomoc wewnętrzną – po napotkaniu ''--help'' przerwie dodawanie reguły i pokaże listę opcji, np.: \\
''iptables -I INPUT -p tcp --help'' \\
''iptables -m hashlimit -m limit -m connlimit --help''

''iptables-save'' oraz ''iptables-restore'' są używane do zapisu/odczytu tablic do pliku.

==== Filtracja pakietów ====
=== Filtracja na wejściu ===
Najczęściej stosowana do wpuszczania tylko pożądanego ruchu. Typowe podejście to zabronienie wszystkiego, co nie jest wprost dozwolone.

''iptables -P INPUT DROP''  – ustawienie domyślnej akcji wybieranej jeśli żadna z reguł nie zadziała \\
''iptables -A INPUT -s 127.0.0.1 -d 127.0.0.1 -j ACCEPT'' – pozwala na ruch lokalny \\
''iptables -A INPUT -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT''  – pozwala przychodzić pakietom nawiązanych wcześniej połączeń \\
''iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT''  – pozwala na dostęp do ssh \\
=== Filtracja pakietów przechodzących ===
Decyduje jaki ruch może przechodzić przez komputer. Podejście do reguł zależy od zastosowania.

''iptables -A FORWARD -m connlimit --connlimit-above 5 -j DROP''  – pozwala na nie więcej niż 5 połączeń przechodzących od każdego nadawcy
=== Filtracja na wyjściu ===
Służy do wypuszczania tylko pożądanego ruchu. Typowe podejście to blokowanie niepożądanego ruchu.

''iptables -A OUTPUT -p tcp --dport bnetgame -j REJECT'' – odrzuca połączenia na port "Battle.net Chat/Game Protocol"\\
''iptables -A OUTPUT -p tcp -d google.pl -j DROP''  – blokuje próby połączenia z google.pl (Uwaga: iptables wypyta DNS o adresy IP i doda reguły z adresami IP, nie z nazwą google.pl) \\
''iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT''  – pozwala na używanie http

=== Liczniki ===
iptables liczy ilość i rozmiar pakietów które dopasowały się do każdej reguły. Można:
  * ''iptables -v [-x] -L'' – wyświetlić listę reguł z uwzględnieniem liczników
  * ''iptables -Z [co zerować]'' – wyzerować stan liczników – wszystkich lub wybranego łańcucha / reguły

**[[sk1:nf_fw|Filtracja pakietów w systemie Linux - ćwiczenia]]**

==== Manipulowanie pakietami ====
Przykłady na manipulację pakietami:  \\
''iptables -t mangle -A POSTROUTING -o wlan0 -j TTL --ttl-set 1''  \\
''iptables -t mangle -A PREROUTING -i wlan0 -j TTL --ttl-inc 16'' \\
''iptables -t mangle -A PREROUTING -i wlan0 -j TEE --gateway 10.0.0.3'' \\
''iptables -t mangle -A POSTROUTING -p tcp --sport 5222 -j TOS --set-tos Minimize-Delay'' \\

===== NAT (Network Address Translation) – translacja adresów =====

Ze względu na niewystarczającą ilość adresów IPv4 zwykle komputery w sieciach lokalnych używają adresów //z bloków prywatnych//.

Na wiadomość z takiego komputera – wysłaną z adresem źródłowym z bloku adresów prywatnych – odbiorca nie ma szansy odpowiedzieć (bo gdzie miałby?). <html><small></html>Routery z publicznym IP powinny automatycznie wycinać takie wiadomości [[https://tools.ietf.org/html/rfc1918|RFC 1918, str. 5]]<html></small></html>

Dlatego konieczne jest by na styku adresacji prywatnej i publicznej adresy były tłumaczone, stąd nazwa //NAT// = //Network Address Translation//.

Ruch generowany przez komputery z wewnątrz sieci lokalnej musi mieć zmieniony adres źródłowy (source address), stąd nazwa //Source NAT// (//SNAT//). Tradycyjnie adresy źródłowe zmienia się w momencie kiedy pakiet opuszcza system.

Jeśli zachodzi konieczność by ruch z sieci publicznej trafiał do komputera wewnątrz sieci lokalnej, trzeba zmienić adres docelowy (destination address), stąd nazwa //Destination NAT// (//DNAT//). Naturalnie urządzenie na styku sieci musi zmienić adres zanim podejmie decyzję o routingu (tj. decyzję gdzie pakiet ma trafić).

++++ Ilustracja do NATów |
<html><div style="border: 1px gray solid"></html>
{{:sk1:nat.svg|}}
SNAT:
  - PC1 chce wysłać pytanie DNS pod jakim adresem znajdzie serwer put.poznan.pl
  - PC1 adresuje wiadomość:
    * w polu odbiorcy wpisuje 1.1.1.1 (znany adres serwera DNS)
    * w polu nadawcy wpisuje 192.168.0.2 (swój adres IP)
  - PC1 wysyła wiadomość przez bramę domyślną - router R1, adres 192.168.0.1
  - R1 wybiera trasę dla pakietu (wykonuje routing) i kieruje pakiet w stronę internetu
  - R1 po wykonaniu trasowania (POSTROUTING) dokonuje **translacji adres źródłowego**: \\ zamienia adres źródłowy z 192.168.0.2 na 93.184.216.34
  - R1 wysyła wiadomość w intenet
  - Serwer DNS (pod adresem 1.1.1.1) dostaje wiadomość adresowaną do niego z adresu 93.184.216.34 i odpowiada na nią adresując ją:
    * od 1.1.1.1 (od siebie)
    * do 93.184.216.34 (do adresu, z którego otrzymał pytanie)
  - R1 otrzymuje wiadomość z adresu 1.1.1.1 kierowaną na adres 93.184.216.34
  - Przed wykonaniem trasowania R1 sprawdza, czy pakiet należy do połączenia dla którego już wykonuje translację adresów. W tym przypadku tak – zamienia więc adres //docelowy// z 93.184.216.34 na 192.168.0.2
  - R1 wykonuje trasowanie i określa, że pakiet kierowany do 192.168.0.2 ma trafić do PC1
  - PC1 otrzymuje odpowiedź z adresem źródłowym 1.1.1.1 i docelowym 192.168.0.2
DNAT:
  - PC1 wysyła żądanie nawiązania połączenia TCP na port 443 ze swojego do adresu 150.254.5.114
  - R1 wykonuje translację SNAT i wysyła w internet pakiet:
    * z adresu 93.184.216.34
    * do adresu 150.254.5.114
    * protokołu TCP, na port docelowy 443
  - R2 dostaje wiadomość z 93.184.216.34 na swój adres IP
  - Przed wykonaniem trasowania (PREROUTING) R2 sprawdza czy dla tego pakietu powinien wykonać trasowanie
  - R2 znajduje regułę: //pakiety TCP adresowane na port 443 tego komputera mają trafiać do 192.168.0.3//, więc dokonuje **translacji adresu docelowego**: zmienia adres docelowy 150.254.5.114 na 192.168.0.3
  - R2 wykonuje trasowanie i określa, że pakiet kierowany do 192.168.0.3 ma trafić do //Serwer WWW//
  - //Serwer WWW// otrzymuje pakiet:
    * z adresu 93.184.216.34
    * do adresu 192.168.0.3
  - //Serwer WWW// generuje w odpowiedzi pakiet i adresuje go:
    * od 192.168.0.3 (od siebie)
    * do 93.184.216.34 (do adresu, z którego otrzymał pytanie)
  - //Serwer WWW// przesyła odpowiedź do bramy domyślnej 192.168.0.1 (R2)
  - R2 określa, że pakiet kierowany do 93.184.216.34 ma iść do internetu i go tam kieruje
  - R2 po wykonaniu trasowania sprawdza, czy pakiet należy do połączenia dla którego już wykonuje translację adresów. W tym przypadku tak – zamienia więc adres //źródłowy// z 192.168.0.3 na 150.254.5.114.
  - R2 wysyła pakiet do internetu
  - R1 otrzymuje pakiet 
    * z adresu 150.254.5.114
    * do adresu 93.184.216.34
  - R1 wykonuje translację SNAT, wysyła pakiet do PC1
<html></div></html>
++++

=== iptables i stanowość firewalla ===
W systemie Linux translacja adresów jest **stanowa**, stąd odpowiedzi zawsze znajdą drogę powrotną.

=== Translacja źródłowa (Source NAT, SNAT) ===
Pozwala na dostęp do sieci z adresacją publiczną (np. internet) urządzeniom z sieci z adresacją prywatną.

Uproszczony tryb translacji źródłowej – maskarada: \\
''iptables --table nat --append POSTROUTING --out-interface wlan0 -j MASQUERADE'' \\
Przy użyciu maskarady adres źródłowy jest automatycznie ustawiany na adres interface'u którym pakiet opuszcza router

Klasyczny SNAT wymaga podania adresu (lub adresów) na jakie ma być zmieniane źródło: \\
''iptables -t nat -A POSTROUTING -j SNAT --to-source 150.254.130.41  [--out-interface wlan0]''

=== Translacja docelowa (Destination NAT, DNAT) ===
Pozwala na dostęp świata do urządzeń znajdujących się w sieci prywatnej, np:\\
''iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 10.0.0.2''\\
''iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp ! --dport 22 -j DNAT --to-destination 10.0.0.2''

**[[sk1:nf_nat|NAT w systemie Linux - ćwiczenia]]**

===== [Ekstra] nftables =====
Na początku 2014 roku do jądra Linuksa włączono nową implementację kontroli ruchu sieciowego, **nftables** [[http://wiki.nftables.org/wiki-nftables/index.php/Main_Page|[1]]]

nftables jest nastawiony na zwiększenie wydajności, poprawienie czytelności i jakości kodu oraz wygodę użytkowania (w tej kolejności). \\
Reguły w nftables nie są interpretowane, a wykonywane po uprzednim przygotowaniu bytecode. \\
Polecenia ''.*tables'' zastąpiono jednym poleceniem ''nft'' o "prostszej" składni.

===== [Ekstra] Appendix =====

Dobry artykuł o nftables, z wstępem opisującym historię filtrowania pakietów w Linuksie:https://randomseed.pl/pub/analizy/nftables-nowy-firewall-linuksa/ ([[http://www.cs.put.poznan.pl/jkonczak/archive/Nftables_nowy_firewall_Linuksa_BADSECTOR_PL.html|kopia]])

Inne moduły:
  *'' recent'' pozwala filtrować biorąc pod uwagę wcześniejszą aktywność danego IP/ danej sieci, np: \\ ''iptables -A INPUT -p tcp --dport 139 -m recent --name unwanted --set --seconds 15 -j DROP'' \\  ''iptables -A INPUT -m recent --update --seconds 15 -j DROP''
  * ''string'' pozwalający dopasowywać tekst i moduł ''u32'' pozwalający dopasowywać dana na podanej pozycji, np: \\ ''iptables -A FORWARD -p udp --dport domain -m string --algo bm --hex-string '|08|facebook|03|com|00|' -j LOG --log-prefix 'facebook ' ''
  * ''mac'' pozwala filtrację adresów MAC, np: \\ ''iptables -A input -m mac ! --mac-source 00:12:34:56:78:ab -j DROP''
  *''-p icmp'' pozwala na filtrowania icmp, np: \\ ''iptables -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j ACCEPT''

API systemów Windows do tworzenia firewalli: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa366510%28v=vs.85%29.aspx
Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Narzędzia strony
