【转载】通过iptables实现端口转发和内网共享上网

出处 http://blog51ctocom/wwdhks/1154032

作者张天成， zhangtiancheng@gmailcom

iptables操作的是24以上内核的netfilter，所以需要 linux的内核在24以上。其功能与安全性远远比其前辈 ipfwadm, ipchains强大，iptables大致是工作在OSI七层的二、三、四层，其前辈ipchains不能单独实现对tcp/udp port以及对mac地址的的定义与操作，所以我想ipchains应该是仅仅工作在三层的。

我们先简单介绍一下netfilter的大致工作流程，也就是一个数据包（或者叫分组、packet，我个人习惯叫包）在到达linux的网络接口的时候 （网卡）如何处理这个包，然后再介绍一下如何用iptables改变或者说控制对这个数据包进行操作。

netfilter内部分为三个表，分别是 filter，nat，mangle，每个表又有不同的操作链（Chains）。

下面有一张图清晰的描绘了netfilter对包的处理流程（该图摘自网上，不知作者是谁，在此深表敬意！），一般情况下，我们用不到这个mangle表，在这里我们就不做介绍了。

当一个包来到Linux的网络接口的时候先执行PREROUTING操作，依次经过mangle、nat的PREROUTING链。从这个Chain的名字我们可以看出，这个Chain是在路由之前(pre-routing)要过的。为什么要在路由之前过呢？因为在这个链里面我们对包的操作是DNAT，也就是改变目的地址和(或端口)，通常用在端口转发(修改P

ort)，或者NAT到内网的DMZ区(修改地址)。

环境配置如下：

我们怎么样能让Internet用户通过公网IP访问内部的web服务器呢？ 在这个PREROUTING链上定义一个规则，把访问60111:80的用户的目的地址改变一下，改变为10112:80，这样就实现了internet用户对内网服务器的访问了。当然，这个端口是比较灵活的，我们可以定义任何一个端口的转发，不一定是80-->80。具 体的命令我们在下面的例子中介绍，这里我们只谈流程与概念上的实现方法。

好了，我们接着往下走，来到图中下方的那个菱形（FORWARD），转发！

默认情况下，当Linux收到了一个目的IP地址不是本地IP的包，Linux会把这个包丢弃。因为默认情况下，Linux的三层包转发功能是关闭的，如果要让我们的Linux实现转发，则需要打开这个转发功能，可以 改变它的一个系统参数，使用如下命令打开转发功能：

处理顺序上，依然是mangle优先、随后流经filter的FORWOARD链。我们操作任何一个链都会影响到这个包的命运，在 下面的介绍中，我们就忽略掉mangle表，我们基本用不到操作它，所以我们假设它是透明的。假设这个包被我们的规则放过去了，也就是ACCEPT了，它将进入POSTROUTING部分。

注意！这里我注意到一个细节问题，也就是上面的图中数据包过了FORWARD链之后直接进入了POSTROUITNG 链，我觉得这中间缺少一个环节，也就是ROUTING。对于转发的包来说，Linux同样需要在选路（路由）之后才能将它送出，这个图却没有标明这一点，我认为它是在过了ROUTING之后才进入的POSTROUITNG。当然了，这对于我们讨论iptables的过滤转发来说不是很重要，只是我觉得流程上有这个问题，还是要说明 一下。

POSTROUTING链是数据包要送出这台Linux的最后一个环节了，也是极其重要的一个环节。这个时候Linux已经完成了对这个包的路由（选路工作），已经找到了合适的接口送出这个包了，在这个链里面我们要进行重要的操作，就是被Linux称为 SNAT的一个动作，修改源IP地址！

为什么修改源IP地址？最常见的就是我们内网多台机器需要共享一个或几个公网IP访问 Internet。因为我们的内网地址是私有的，假如就让Linux给路由出去，源地址也不变，这个包能访问到目的地，但却回不来。因为 Internet上的路由节点不会转发私有地址的数据包，也就是说，不用合法IP，我们的数据包有去无回。

有人会说：“既然是这样，我就不用私有IP了，我自己分配自己合法的地址不行吗？那样包就会回来了吧？”。答案是否定的，IP地址是ICANN来分配的，Internet上的路由器会把这个返回包送到合法的IP去，你同样收不到。而你这种行为有可能被定义为一种ip欺骗，很多设备会把这样的包在接入端就给滤掉了。

那么Linux如何做SNAT 呢？环境配置如下：

当内网节点101112需要访问202222的web服务器，发送数据包时先路由到10111节点，随后(在10111节点配置SNAT)将源IP改为60111后送出。同时在ip_conntrack表里面做一个记录：内网的哪一个ip的哪个端口访问的这个web服务器，自己把它的源地址改成多少了，端口改成多少了，以便这个web服务器返回数据包的时候linux将它准确的送回给发送请求的这个pc

大体的数据转发流程我们说完了，我们看看iptables使用什么样的参数来完成这些操作。在描述这些具体的操作之前，我还要说几个我对iptables的概念的理解（未必完全正确），这将有助于大家理解这些规则，以实现更精确的控制。

上文中我们提到过，对包的控制是由我们在不同的Chain(链)上面添加不同的规则来实现的。那么既然叫链，一定就是一条或者多条规则组成的了，这时就有一个问题了，如果多个规则对同一种包进行了定义，会发生什么事情呢？

在Chain中，所有的规则都是从上向下来执行的，也就是说，如果匹配了第一行，那么就按照第一行的规则执行，一行一行的往下找，直到找到 符合这个类型的包的规则为止。如果找了一遍没有找到符合这个包的规则怎么办呢？iptables里面有一个概念，就是Policy（策略），如果找了一遍找不到符合处理这个包的规则，就按照policy来办。iptables 使用-P来设置Chain的策略。

对链的操作就那么几种：

比如我们要添加一个规则到filter表的FORWARD链：

在iptables中，默认的表名就是filter，所以这里可以省略-t filter直接写成:

iptables中的匹配参数： 我们在这里就介绍几种常用的参数，详细地用法可以man iptables看它的联机文档，你会有意外的收获。

环境信息：

或者使用如下命令

配置完成，在内网节点(19216823472)发起的服务器节点(8123473)请求，会由外网节点修改源ip后转发出去。

在8123473上启动nginx服务，在19216823472上通过curl访问效果如下：

可以将上述配置写到一个文件中，以便重复执行。

除此之外，也可以精确控制他的访问地址，比如我就允许101199访问3333这个ip

或者只允许他们访问80端口

更多的控制可以自己灵活去做,或者查阅iptables的联机文档。

环境信息：

确保服务监听的是ip是内网ip

或者使用如下命令

同样，可以将这部分配置放到一个文件中：

OK，至此配置完成，我们可以尝试在外网节点(8123473)上，通过网关节点(8123471)访问内网(19216823472)提供的服务(80端口)。

在前面的配置中，内网节点将互通的外网节点做为网关，由网关节点修改目的地址，源地址保持不变。其实，还存在另外一种配置方式，同时修改源地址、目的地址。将内网地址中的默认路由配置删除

增加一个SNAT配置

这条命令不太好懂？其实很简单，如果使用这条命令，那么你的web server不需要再设置默认网关，就能收到这个请求，只要他和linux的lan ip地址是能互访的（也就是说web server和Linux的Lan ip在一个广播域）。我们在根据上面的netfilter流程图来分析这个包到底被我们怎么样了：

修改目的地址，于是这个包变成了8123473:1333-->19216823472:80。

进入route box选路，找到合适路径，此时这个包依旧是8123473:1333-->19216823472:80。

原来是一个SNAT,改你的源地址，于是这个包变成了19216823471:xxxx(随机端口)-->19216823472:80。

看了上面的两个例子，不知道大家是否清楚了iptables的转发流程，希望对大家有所帮助。

下面来讲前面提到的ESTABLISHED，RELATED规则是怎么回事，到底有什么用处。

我们知道，网络的访问是双向的，也就是说一个Client与Server之间完成数据交换需要双方的发包与收包。在netfilter中，有几种状态，也就是New, Established，Related，Invalid。

当一个客户端，在本文例一中，内网的一台机器访问外网，我们设置了规则允许他出去，但是没有设置允许回来的规则啊，怎么完成访问呢？这就是netfilter的 状态机制 ，当一个Lan用户通过这个Linux访问外网的时候，它发送了一个请求包，这个包的状态是New(配置了内网IP的转发规则，放行)。当外网回包的时候他的状态就是Established，所以，Linux知道，哦，这个包是我的内网的一台机器发出去的应答包，他就放行了。

而外网试图对内发起一个新的连接的时候，他的状态是New,所以Linux压根不去理会它。这就是我们为什么要加这一句的原因。

还有那个Related，他是一个关联状态，什么会用到呢？sftp、ftp都会用到，因为他们的传输机制决定了，它不像http访问那样，Client_IP: port-->Server:80然后server:80-->Client_IP:port，ftp使用tcp21建立连接，使用20端口发送数据，其中又有两种方式，一种主动active mode，一种被动passive mode。主动模式下，client使用port命令告诉server我用哪一个端口接受数据，然后server主动发起对这个端口的请求。被动模式下，server使用port命令告诉客户端，它用那个端口监听，然后客户端发起对他的数据传输，所以这对于一个防火墙来说就是比较麻烦的事情，因为有可能会有New状态的数据包，但是它又是合理的请求，这个时候就用到这个Related状态了，他就是一种关联，在linux中，有个叫 ftp_conntrack的模块，它能识别port命令，然后对相应的端口进行放行。

对了，还有几个在实际中比较实用（也比较受用:-)）的命令参数，写出来供大家参考

要添加网络端口，你需要了解一些基本概念和步骤。网络端口是一种用于标识网络服务或应用程序的机制，它们是通过IP地址和端口号的组合来识别的。以下是向计算机添加网络端口的一般步骤：