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防火牆與 NAT 伺服器

09. 防火牆與 NAT 伺服器. 認識防火牆 網路安全除了隨時注意相關軟體的漏洞以及網路上的安全通報之外，你最好能夠依據自己的環境來訂定防火牆機制！這樣對於你的網路環境，會比較有保障一點喔！那麼什麼是防火牆呢？其實防火牆就是透過訂定一些有順序的規則，並管制進入到我們網域內的主機 ( 或者可以說是網域 ) 資料封包的一種機制！更廣義的來說，只要能夠分析與過濾進出我們管理之網域的封包資料，就可以稱為防火牆。. P.9-2. 請參閱書籍. 為何需要防火牆

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防火牆與 NAT 伺服器

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Presentation Transcript

  1. 09 • 防火牆與 NAT 伺服器

  2. 認識防火牆 • 網路安全除了隨時注意相關軟體的漏洞以及網路上的安全通報之外，你最好能夠依據自己的環境來訂定防火牆機制！這樣對於你的網路環境，會比較有保障一點喔！那麼什麼是防火牆呢？其實防火牆就是透過訂定一些有順序的規則，並管制進入到我們網域內的主機 (或者可以說是網域) 資料封包的一種機制！更廣義的來說，只要能夠分析與過濾進出我們管理之網域的封包資料，就可以稱為防火牆。 • P.9-2 請參閱書籍

  3. 為何需要防火牆 • 仔細分析第七章的圖 7.1-1 可以發現，封包進入本機時，會通過防火牆、伺服器軟體程序、SELinux與檔案系統等。所以基本上，如果你的系統 (1)已經關閉不需要而且危險的服務； (2)已經將整個系統的所有軟體都保持在最新的狀態； (3)權限設定妥當且定時進行備份工作； (4)已經教育使用者具有良好的網路、系統操作習慣。 那麼你的系統實際上已經頗為安全了！要不要架設防火牆？那就見仁見智囉！ • P.9-3 請參閱書籍

  4. 所以囉，防火牆能作什麼呢？防火牆最大的功能就是幫助你『限制某些服務的存取來源』！舉例來說：(1)你可以限制檔案傳輸服務 (FTP) 只在子網域內的主機才能夠使用，而不對整個 Internet 開放； (2)你可以限制整部 Linux 主機僅可以接受客戶端的 WWW 要求，其他的服務都關閉； (3)你還可以限制整部主機僅能主動對外連線。反過來說，若有用戶端對我們主機發送主動連線的封包狀態 (TCP 封包的 SYN flag) 就予以抵擋等等。這些就是最主要的防火牆功能了！ • 所以鳥哥認為，防火牆最重要的任務就是在規劃出： • 切割被信任(如子網域)與不被信任(如 Internet)的網段； • 劃分出可提供 Internet 的服務與必須受保護的服務； • 分析出可接受與不可接受的封包狀態； • P.9-3 請參閱書籍

  5. Linux 系統上防火牆的主要類別 • Netfilter (封包過濾機制) • TCP Wrappers (程式控管) • Proxy (代理伺服器) • P.9-4 請參閱書籍

  6. 防火牆的一般網路佈線示意 • 單一網域，僅有一個路由器 • 因為內外網域已經分開，所以安全維護在內部可以開放的權限較大！ • „安全機制的設定可以針對 Linux 防火牆主機來維護即可！ • 對外只看的到 Linux 防火牆主機，所以對於內部可以達到有效的安全防護！ • P.9-5~6 請參閱書籍

  7. 內部網路包含安全性更高的子網路，需內部防火牆切開子網路：內部網路包含安全性更高的子網路，需內部防火牆切開子網路： • P.9-6~7 請參閱書籍

  8. 在防火牆的後面架設網路伺服器主機 • P.9-7~8 請參閱書籍

  9. 防火牆的使用限制 • 可以進行的分析工作主要有： • 拒絕讓 Internet 的封包進入主機的某些埠口 • 拒絕讓某些來源 IP 的封包進入 • 拒絕讓帶有某些特殊旗標 (flag) 的封包進入 • 分析硬體位址 (MAC) 來決定連線與否 • 某些情況下，他並不能保證我們的網路一定就很安全。 舉幾個例子來談一談： • „防火牆並不能很有效的抵擋病毒或木馬程式 • 防火牆對於來自內部 LAN 的攻擊較無承受力 • P.9-8~9 請參閱書籍

  10. Linux 的封包過濾軟體：iptables • 封包進入流程：規則順序的重要性！ • 舉個簡單的例子，假設我預先定義 10 條防火牆規則好了，那麼當 Internet 來了一個封包想要進入我的主機，那麼防火牆是如何分析這個封包的呢？我們以底下的圖示來說明好了： • P.9-13~14 請參閱書籍

  11. 當一個網路封包要進入到主機之前，會先經由 NetFilter進行檢查，那就是 iptables的規則了。 檢查通過則接受 (ACCEPT) 進入本機取得資源，如果檢查不通過，則可能予以丟棄 (DROP) ！上圖中主要的目的在告知你：『規則是有順序的』！例如當網路封包進入 Rule 1 的比對時，如果比對結果符合 Rule 1 ，此時這個網路封包就會進行 Action 1 的動作，而不會理會後續的 Rule 2, Rule 3.... 等規則的分析了。 • P.9-14 請參閱書籍

  12. iptables的表格 (table) 與鏈 (chain) • P.9-15~16 請參閱書籍

  13. filter (過濾器)：主要跟進入 Linux 本機的封包有關，這個是預設的 table 喔！ • INPUT：主要與想要進入我們 Linux 本機的封包有關； • OUTPUT：主要與我們 Linux 本機所要送出的封包有關； • FORWARD：這個咚咚與 Linux 本機比較沒有關係，他可以『轉遞封包』到後端的電腦中，與下列 nat table 相關性較高。 • nat (位址轉換)：是 Network Address Translation 的縮寫，這個表格主要在進行來源與目的之 IP 或 port 的轉換，與 Linux 本機較無關，主要與 Linux 主機後的區域網路內電腦較有相關。 • PREROUTING：在進行路由判斷之前所要進行的規則(DNAT/REDIRECT) • POSTROUTING：在進行路由判斷之後所要進行的規則(SNAT/MASQUERADE) • „ OUTPUT：與發送出去的封包有關 • P.9-16~17 請參閱書籍

  14. mangle (破壞者)：這個表格主要是與特殊的封包的路由旗標有關，早期僅有 PREROUTING 及 OUTPUT 鏈，不過從 kernel 2.4.18 之後加入了 INPUT 及 FORWARD 鏈。 由於這個表格與特殊旗標相關性較高，所以像咱們這種單純的環境當中，較少使用 mangle 這個表格。 • P.9-17 請參閱書籍

  15. P.9-17 請參閱書籍

  16. 由於 mangle 這個表格很少被使用，如果將圖 9.3-3 的 mangle 拿掉的話，那就容易看的多了： • P.9-18 請參閱書籍

  17. 本機的 iptables語法 • 9.3.4-1 規則的觀察與清除 • P.9-19~21 請參閱書籍

  18. 一般來說，我們在重新定義防火牆的時候，都會先將規則給他清除掉。還記得我們前面談到的，防火牆的『規則順序』是有特殊意義的，所以囉，當然先清除掉規則，然後一條一條來設定會比較容易一點啦。底下就來談談定義預設政策吧！一般來說，我們在重新定義防火牆的時候，都會先將規則給他清除掉。還記得我們前面談到的，防火牆的『規則順序』是有特殊意義的，所以囉，當然先清除掉規則，然後一條一條來設定會比較容易一點啦。底下就來談談定義預設政策吧！ • P.9-22 請參閱書籍

  19. 9.3.4-2 定義預設政策 (policy) • P.9-22~23 請參閱書籍

  20. 9.3.4-3 封包的基礎比對：IP, 網域及介面裝置 • P.9-23~24 請參閱書籍

  21. P.9-24~25 請參閱書籍

  22. 9.3.4-4 TCP, UDP 的規則比對：針對埠口設定 • P.9-25~26 請參閱書籍

  23. 瞧！你可以利用 UDP 與 TCP 協定所擁有的埠口號碼來進行某些服務的開放或關閉喔！你還可以綜合處理呢！例如：只要來自 192.168.1.0/24 的 1024:65535 埠口的封包，且想要連線到本機的 ssh port 就予以抵擋，可以這樣做： • P.9-26 請參閱書籍

  24. 9.3.4-5 iptables外掛模組：mac與 state • P.9-26~27 請參閱書籍

  25. 9.3.4-6 ICMP 封包規則的比對：針對是否回應 ping 來設計 • P.9-28 請參閱書籍

  26. 9.3.4-7 超陽春用戶端防火牆設計與防火牆規則儲存 • 規則歸零 • 預設政策 • 信任本機 • 回應封包 • 信任用戶 • P.9-29 請參閱書籍

  27. P.9-29 請參閱書籍

  28. 單機防火牆的一個實例 • 規則草擬 • 外部網路使用 eth0 (如果是撥接，有可能是 ppp0，請針對你的環境來設定)； • 內部網路使用 eth1 ，且內部使用 192.168.100.0/24 這個 Class ； • „主機預設開放的服務有 WWW, SSH, https 等等； • P.9-33 請參閱書籍

  29. INPUT 為 DROP • OUTPUT 及 FORWARD 為 ACCEPT • 鳥哥底下預計提供的防火牆流程是這樣的： • P.9-34 請參閱書籍

  30. 實際設定 • iptables.rule：設定最基本的規則，包括清除防火牆規則、載入模組、設定服務可接受等； • iptables.deny：設定抵擋某些惡意主機的進入； • iptables.allow：設定允許某些自訂的後門來源主機！ • P.9-35 請參閱書籍

  31. P.9-35~36 請參閱書籍

  32. P.9-36 請參閱書籍

  33. P.9-36~37 請參閱書籍

  34. P.9-37 請參閱書籍

  35. P.9-37~38 請參閱書籍

  36. P.9-38 請參閱書籍

  37. NAT 伺服器的設定 • NAT 的全名是 Network Address Translation，字面上的意思是『網路位址的轉換』。由字面上的意思我們來想一想，TCP/IP 的網路封包不是有 IP 位址嗎？那 IP 位址不是有來源與目的嗎？我們的 iptables指令就能夠修改 IP 封包的表頭資料，嘿嘿！連目標或來源的 IP 位址都可以修改呢！甚至連 TCP 封包表頭的 port number 也能修改！真是有趣！ • P.9-39 請參閱書籍

  38. 什麼是 NAT？ SNAT？ DNAT？ • 先經過 NAT table 的 PREROUTING 鏈； • 經由路由判斷確定這個封包是要進入本機與否，若不進入本機，則下一步； • 再經過 Filter table 的 FORWARD 鏈； • 通過 NAT table 的 POSTROUTING 鏈，最後傳送出去。 • NAT 伺服器的重點就在於上面流程的第 1,4 步驟，也就是 NAT table 的兩條重要的鏈：PREROUTING 與 POSTROUTING。 那這兩條鏈有什麼重要的功能呢？重點在於修改 IP 嘛！但是這兩條鏈修改的 IP 是不一樣的！POSTROUTING 在修改來源 IP ，PREROUTING 則在修改目標 IP 。 由於修改的 IP 不一樣，所以就稱為來源 NAT (Source NAT, SNAT) 及目標 NAT (Destination NAT, DNAT)。我們先來談一談 IP 分享器功能的 SNAT 吧！ • P.9-39~40 請參閱書籍

  39. 來源 NAT, SNAT：修改封包表頭的『來源』項目 • P.9-40 請參閱書籍

  40. 用戶端所發出的封包表頭中，來源會是 192.168.1.100 ，然後傳送到 NAT 這部主機； • NAT 這部主機的內部介面 (192.168.1.2) 接收到這個封包後，會主動分析表頭資料，因為表頭資料顯示目的並非 Linux 本機，所以開始經過路由，將此封包轉到可以連接到 Internet 的 Public IP 處； • 由於 private IP 與 public IP 不能互通，所以 Linux 主機透過 iptables的 NAT table 內的 Postrouting鏈將封包表頭的來源偽裝成為 Linux 的 Public IP ，並且將兩個不同來源 (192.168.1.100 及 public IP) 的封包對應寫入暫存記憶體當中，然後將此封包傳送出去了； • P.9-40 請參閱書籍

  41. P.9-41 請參閱書籍

  42. 在 Internet 上面的主機接到這個封包時，會將回應資料傳送給那個 Public IP 的主機； • 當 Linux NAT 伺服器收到來自 Internet 的回應封包後，會分析該封包的序號，並比對剛剛記錄到記憶體當中的資料，由於發現該封包為後端主機之前傳送出去的，因此 在 NAT Prerouting鏈 中 ， 會 將 目 標 IP 修 改 成 為 後 端 主 機 ， 亦 即 那 部 192.168.1.100，然後發現目標已經不是本機 (public IP)，所以開始透過路由分析封包流向； • 封包會傳送到 192.168.1.2 這個內部介面，然後再傳送到最終目標 192.168.1.100 機器上去！ • P.9-41 請參閱書籍

  43. 目標 NAT, DNAT：修改封包表頭的『目標』項目 • P.9-42 請參閱書籍

  44. 外部主機想要連接到目的端的 WWW 服務，則必須要連接到我們的 NAT 伺服器上頭； • 我們的 NAT 伺服器已經設定好要分析出 port 80 的封包，所以當 NAT 伺服器接到這個封包後，會將目標 IP 由 public IP 改成 192.168.1.210 ，且將該封包相關資訊記錄下來，等待內部伺服器的回應； • 上述的封包在經過路由後，來到 private 介面處，然後透過內部的 LAN 傳送到 192.168.1.210 上頭！ • 192.186.1.210 會回應資料給 61.xx.xx.xx ，這個回應當然會傳送到 192.168.1.2 上頭去； • 經過路由判斷後，來到 NAT Postrouting的鏈，然後透過剛剛第二步驟的記錄，將來源 IP 由 192.168.1.210 改為 public IP 後，就可以傳送出去了！ • P.9-42 請參閱書籍

  45. 最陽春 NAT 伺服器：IP 分享功能 • P.9-43 請參閱書籍

  46. 立刻實作 • P.9-45 • 假設內網有部主機 IP 為 192.168.100.10 ，該主機是可對 Internet 開放的 WWW 伺服器。你該如何透過 NAT 機制，將 WWW 封包傳到該主機上？ • 答：假設 public IP 所在的介面為 eth0 ，那麼你的規則就是： • 在防火牆後端之網路伺服器 DNAT 設定 請參閱書籍

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