防火墻(Firewall)是在一個可信的網(wǎng)絡和不可信的網(wǎng)絡之間建立安全屏障的軟件或硬件產(chǎn)品。Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核具有包過濾能力，系統(tǒng)管理員通過管理工具設置一組規(guī)則即可建立一個基于Linux的防火墻，用這組規(guī)則過濾被主機接收、發(fā)送的包或主機從一個網(wǎng)卡轉發(fā)到另一個網(wǎng)卡的包，用一臺閑置的PC就可以替代昂貴的專門防火墻硬件，對于某些中小企業(yè)或部門級用戶，很值得參考。

　　一、防火墻的類型和設計策略

　　在構造防火墻時，常采用兩種方式，包過濾和應用代理服務。包過濾是指建立包過濾規(guī)則，根據(jù)這些規(guī)則及IP包頭的信息，在網(wǎng)絡層判定允許或拒絕包的通過。如允許或禁止FTP的使用，但不能禁止FTP特定的功能（例如Get和Put的使用）。應用代理服務是由位于內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)之間的代理服務器完成的，它工作在應用層，代理用戶進、出網(wǎng)的各種服務請求，如FTP和Telenet等。

　　目前，防火墻一般采用雙宿主機（Dual-homedFirewall）、屏蔽主機(ScreenedHostFirewall)和屏蔽子網(wǎng)(ScreenedSubnetFirewall)等結構。雙宿主機結構是指承擔代理服務任務的計算機至少有2個網(wǎng)絡接口連接到內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)之間。屏蔽主機結構是指承擔代理服務任務的計算機僅僅與內(nèi)部網(wǎng)的主機相連。屏蔽子網(wǎng)結構是把額外的安全層添加到屏蔽主機的結構中，即添加了周邊網(wǎng)絡，進一步把內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)隔開。

　　防火墻規(guī)則用來定義哪些數(shù)據(jù)包或服務允許/拒絕通過，主要有2種策略。一種是先允許任何接入，然后指明拒絕的項;另一種是先拒絕任何接入，然后指明允許的項。一般地，我們會采用第2種策略。因為從邏輯的觀點看，在防火墻中指定一個較小的規(guī)則列表允許通過防火墻，比指定一個較大的列表不允許通過防火墻更容易實現(xiàn)。從Internet的發(fā)展來看，新的協(xié)議和服務不斷出現(xiàn)，在允許這些協(xié)議和服務通過防火墻之前，有時間審查安全漏洞。

　　二、基于Linux操作系統(tǒng)防火墻的實現(xiàn)

　　基于Linux操作系統(tǒng)的防火墻是利用其內(nèi)核具有的包過濾能力建立的包過濾防火墻和包過濾與代理服務組成的復合型防火墻。下面，讓我們來看看怎樣配置一個雙宿主機的基于Linux的防火墻。

　　由于Linux的內(nèi)核各有不同，提供的包過濾的設置辦法也不一樣。IpFwadm是基于Unix中的ipfw，它只適用于Linux2.0.36以前的內(nèi)核；對于Linux2.2以后的版本，使用的是Ipchains。IpFwadm和Ipchains的工作方式很相似。用它們配置的4個鏈中，有3個在Linux內(nèi)核啟動時進行定義，分別是：進入鏈（InputChains）、外出鏈（OutputChains）和轉發(fā)鏈（ForwardChains），另外還有一個用戶自定義的鏈（UserDefinedChains）。進入鏈定義了流入包的過濾規(guī)則，外出鏈定義了流出包的過濾規(guī)則，轉發(fā)鏈定義了轉發(fā)包的過濾規(guī)則。

　　這些鏈決定怎樣處理進入和外出的IP包，即當一個包從網(wǎng)卡上進來的時候，內(nèi)核用進入鏈的規(guī)則決定了這個包的流向;如果允許通過，內(nèi)核決定這個包下一步發(fā)往何處，如果是發(fā)往另一臺機器，內(nèi)核用轉發(fā)鏈的規(guī)則決定了這個包的流向;當一個包發(fā)送出去之前，內(nèi)核用外出鏈的規(guī)則決定了這個包的流向。某個特定的鏈中的每條規(guī)則都是用來判定IP包的，如果這個包與第一條規(guī)則不匹配，則接著檢查下一條規(guī)則，當找到一條匹配的規(guī)則后，規(guī)則指定包的目標，目標可能是用戶定義的鏈或者是ACCept、Deny、Reject、Return、Masq和Redirect等。

　　其中，Accept指允許通過;Deny指拒絕;Reject指把收到的包丟棄，但給發(fā)送者產(chǎn)生一個ICMP回復；Return指停止規(guī)則處理，跳到鏈尾；Masq指對用戶定義鏈和外出鏈起作用，使內(nèi)核偽裝此包;Redirect只對進入鏈和用戶定義鏈起作用，使內(nèi)核把此包改送到本地端口。為了讓Masq和Redirect起作用，在編譯內(nèi)核時，我們可以分別選擇Config_IP_Masquerading和Config_IP_Transparent_Proxy。

　　假設有一個局域網(wǎng)要連接到Internet上，公共網(wǎng)絡地址為202.101.2.25。內(nèi)部網(wǎng)的私有地址根據(jù)RFC1597中的規(guī)定，采用C類地址192.168.0.0～192.168.255.0。為了說明方便，我們以3臺計算機為例。實際上， 多可擴充到254臺計算機。

　　具體操作步驟如下：

　　1、在一臺Linux主機上安裝2塊網(wǎng)卡ech0和ech1，給ech0網(wǎng)卡分配一個內(nèi)部網(wǎng)的私有地址191.168.100.0，用來與Intranet相連;給ech1網(wǎng)卡分配一個公共網(wǎng)絡地址202.101.2.25，用來與Internet相連。

　　2、Linux主機上設置進入、轉發(fā)、外出和用戶自定義鏈。本文采用先允許所有信息可流入和流出，還允許轉發(fā)包，但禁止一些危險包，如IP欺騙包、廣播包和ICMP服務類型攻擊包等的設置策略。

　　具體設置如下：

　　(1)刷新所有規(guī)則

　　(2)設置初始規(guī)則

　　(3)設置本地環(huán)路規(guī)則

　　本地進程之間的包允許通過。

　　(4)禁止IP欺騙

　　(5)禁止廣播包

　　(6)設置ech0轉發(fā)規(guī)則

　　(7)設置ech1轉發(fā)規(guī)則

　　將規(guī)則保存到/etc/rc.firewallrules文件中，用chmod賦予該文件執(zhí)行權限，在/etc/rc.d.rc.LOCal中加入一行/etc/rc.firewallrules，這樣當系統(tǒng)啟動時，這些規(guī)則就生效了。

　　通過以上各步驟的配置，我們可以建立一個基于Linux操作系統(tǒng)的包過濾防火墻。它具有配置簡單、安全性高和抵御能力強等優(yōu)點，特別是可利用閑置的計算機和免費的Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)投入 小化、產(chǎn)出 大化的防火墻的構建。另外，如果在包過濾的基礎上再加上代理服務器，如TIS Firewall Toolkit 免費軟件包，還可構建更加安全的復合型防火墻。
 
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