基于Linux环境的包过滤防火墙设计与实现
基于linux的iptable防火墙包过滤
Linux操作系统课程论文学号：410姓名：提交日期：2012-11-29成绩：东北大学秦皇岛分校基于Linux IPtables的防火墙设计与实现摘要：防火墙作为网络安全技术的重要手段，已成为使用最多的网络安全解决方案。
在对现有防火墙技术分析的基础上，构建了一种基于Linux嵌入式Iptables的防火墙。
Iptables管理工具是一种基于包过滤防火墙工具，利用Iptables工具，通过设置规则，可以实现Linux环境下防火墙的功能。
该文是在嵌入式Iptables Netfilter框架下的构建的Iptables策略，用户可以自己编制规则来构建防火墙的过滤策略，使得防火墙具有很好的稳定性与可扩展性。
本防火墙包括最基本的包过滤和网络地址转换（NAT）功能，它可以满足小型局域网安全性与网络应用，该文介绍了基于Linux嵌入式Netfilter/Iptables的包过滤防火墙的配置过程。
关键词：Linux；Iptables；防火墙1、概述随着计算机网络应用的日益普及和网络技术的不断发展，网络安全已成为一个不可避免的话题。
网络信息系统在金融、政治、商业、交通、电信、文教等方面发挥越来越大的作用。
随着网络规模的不断扩大与应用技术的不断进步，网络极易受到攻击,若不采取一定的安全措施，会造成经济损失。
为了保护内部网络安全，通常会在互联网与企业网络或校园网间使用防火墙，基于Linux嵌入式Iptables的防火墙是目前研究的热点，专业的防火墙产品价格比较昂贵，中小心企业与中小学校无力购买。
Linux嵌入式Iptables的防火墙给了我们一个新的选择。
它提供了一套完全免费的解决方案,其内置防火墙功能非常强大，甚至超过了许多昂贵的商用软件。
2 、Linux防火墙发展现状和Iptables的优势近年来Linux得到了迅速的发展，这既得益于它的自由软件属性和稳定、高效、健壮的内核,也与Linux是一个高性能的网络操作系统密不可分。
Linux内核--基于Netfilter的内核级包过滤防火墙实现
Linux内核--基于Netfilter的内核级包过滤防火墙实现测试内核版本：Linux Kernel 2.6.35----Linux Kernel 3.2.1知识基础：本防火墙的开发基于对Linux内核网络栈有个良好的概念，本人对网络栈的分析是基于早期版本（Linux 1.2.13），在明确了网络栈架构的前提下，上升一步分析高级版本内核中的Netfilter防火墙实现原理，然后进行模块或内核编程，开发一款基于包过滤的个人防火墙。
包过滤防火墙：包过滤防火墙是用一个软件查看所流经的数据包的包头（header），由此决定整个包的命运。
它可能会决定丢弃（DROP）这个包，可能会接受（ACCEPT）这个包（让这个包通过），也可能执行其它更复杂的动作。
工作于网络层，能对IP数据报进行首部检查。
例如：IP源地址，目的地址，源端口和目的端口等。
本防火墙的包过滤功能如下：* 拒绝来自某主机或某网段的所有连接。
* 允许来自某主机或某网段的所有连接。
* 拒绝来自某主机或某网段的指定端口的连接。
* 允许来自某主机或某网段的指定端口的连接。
* 拒绝发去某主机或某网段的所有连接。
* 允许发去某主机或某网段的所有连接。
* 拒绝发去某主机或某网段的指定端口的连接。
* 允许发去某主机或某网段的指定端口的连接。
Netfilter框架是Linux内核分析和过滤特定协议数据包处理框架，为其他模块动态参与网络层数据包处理提供了方便的途径。
该防火墙的总体结构如下：本防火墙的简单功能就是检查数据包是否符合过滤的条件，如果不符合就舍弃（Drop），否则就接受（Accept），这里定义八个链表头结点[cpp] view plaincopyprint?struct ip_node ip_allowed_in_node_head;/*允许的远程主机或网络IP地址头节点*/struct ip_node ip_denied_in_node_head;/*拒绝的远程主机或网络IP地址头节点*/struct ip_node ip_allowed_out_node_head;/*允许的本地主机或网络IP地址头节点*/struct ip_node ip_denied_out_node_head;/*拒绝的本地主机或网络IP地址头节点*/struct port_node port_allowed_in_node_head;/*允许的远程主机或网络传输层端口号头节点*/ struct port_node port_denied_in_node_head;/*拒绝的远程主机或网络传输层端口号头节点*/ struct port_node port_allowed_out_node_head;/*允许的本地主机或网络传输层端口号头节点*/struct port_node port_denied_out_node_head;/*拒绝的本地主机或网络传输层端口号头节点*/ struct ip_node ip_allowed_in_node_head;/*允许的远程主机或网络IP地址头节点*/struct ip_node ip_denied_in_node_head;/*拒绝的远程主机或网络IP地址头节点*/struct ip_node ip_allowed_out_node_head;/*允许的本地主机或网络IP地址头节点*/struct ip_node ip_denied_out_node_head;/*拒绝的本地主机或网络IP地址头节点*/struct port_node port_allowed_in_node_head;/*允许的远程主机或网络传输层端口号头节点*/ struct port_node port_denied_in_node_head;/*拒绝的远程主机或网络传输层端口号头节点*/ struct port_node port_allowed_out_node_head;/*允许的本地主机或网络传输层端口号头节点*/ struct port_node port_denied_out_node_head;/*拒绝的本地主机或网络传输层端口号头节点*/ 用于保存配置文件中的地址或端口信息。
LINUX下基于IPTABLES 防火墙的设计与实现
摘要：防火墙是网络安全技术的重要手段 ,利用 Linux作为代理服务器建立防火墙很方便进行管理和配置。
本文详细介绍了iptables的用法，如何利用iptables建立功能强大的防火墙。
关键词：Linux；Netfilter/iptables；防火墙1 引言随着网络技术的发展, 人们的生活已经和网络密不可分, 网络的安全问题也就自然成为人们关注的焦点, 防火墙作为一种最为有效地网络安全产品得到了广泛的应用。
Linux 操作系统性能优异、功能强大, 现在已经拥有大量的用户。
2 防火墙的结构与功能分析防火墙系统网络结构，防火墙就是内部网络与外部网络之间的一道安全防护系统。
通过对经过的网络数据包的扫描与分析, 过滤掉一些网络攻击并阻止非授权用户访问内部网络。
从而大大提高内部网络的安全(见图1)。
（图1）中的防火墙就是采用了Netfilter iptables机制的Linux服务器, 服务器配置有两块网卡, 其中一块连接到外网, 另一块与交换机(集线器)相连。
这样内部的多台主机就可以通过交换机(集线器)访问外网。
3 防火墙系统实现 3.1 Netfilter架构原理Netfilter通过5个钩子函数，就可以实现内核防火墙的基本框架了，NF_ IP_PRE_ROUTI NG表示从网卡进入系统的数据包首先到达的挂载点。
此时数据包需要进行完版本号，校验和等检测。
之后他们会进入一个路由模块，路由模块决定此数据包是要被转发给另一块网卡接口还是要被发给本机用户进程。
NF_ IP_LOCAL_ I N表示如果数据包的目的地是本机，那么它将被注册了的钩子函数处理以后再传给上层协议，对于所有进入本机的数据包 (包括使用网络套接字的IPC)，都是在此挂载点完成的过滤工作之后再被交给上层用户进程。
挂载点 NF_ IP_FORWARD表示所有经过本机转发的数据包的途经地，针对转发数据包的过滤工作可以在此进行。
挂载点NF_ IP_POST_ROUTI NG表示数据包通过本机网卡接口发送到网络上之前的最后一个挂载点。
Linux防火墙的设计与实现
毕业设计论文论文题目：Linux个人防火墙的设计与实现系部专业班级学生姓名学号指导教师年月日摘要目前防火墙的产品很多，而且其功能都十分强大，但是对于个人的小型应用来说价格都是很高，而在这一应用规模上可以选择的防火墙产品并不多。
因此，设计一个适合于个人的具有包过滤功能的防火墙是很有必要的。
本设计首先对netfilter的框架进行了整体的了解，然后在这个框架中构造自己的一个过滤规则，其次对基于netfilter中的个人防火墙进行了详细的规划，讨论了个人防火墙在目前网络中的重要性，与研究的意义。
对于本次设计，提出了三项功能，第一，要实现过滤规则；第二，与数据库结合，对历史信息进行分析。
第三，与日志进行结合，可以对当前问题进行分析。
目前这个阶段只是解决了第一个目标，另外两个目标正有待继续进行。
第一个目标的实现过程是：首先是自己设置过滤规则，在这个过滤规则中，用到钩子函数，来钩取外部的数据包与自己所设置的过滤规则相比对；其次通过注册函数把自己设置的过滤规则注册到系统内核中，从新启动网卡就可以开始实现自己的过滤规则了。
通过对过滤规则的详细设计，与一些数据库与日志相结合，来让这个个人防火墙更完美，功能更强大。
通过对个人防火墙的设计，达到了过滤一些内容信息的目的。
本课题设计中，主要是用到包过滤规则来起到防火墙的作用，还存在不少缺陷。
如不能很直观的去操作，需要用命令行操作。
对于历史记录的分析，都没有做到。
本设计可以更新，在C开发下借用gtk库进行界面开发，这样更有利于去操作。
关键字：设备驱动程序；防火墙；安全策略；包过滤；AbstractMany of the current firewall products, and its features are very strong, but for small applications, individual prices are high, and in the size of the pplication firewall products can choose not many. Therefore, to design a suitable ersonal firewall with packet filtering is necessary.The design is first carried out on the netfilter framework of overall understanding, and then construct their own in the framework of a filter rule, followed in the netfilter based personal firewall for the detailed planning, disCussed the personal firewall in the importance of the current network , and research significance. For this design, made three features: Firstly, to a chieve the filter rules; II: combination with a database of historical information for analysis. Third: to combine with the log, you can analyze the current problems. Resolved at this stage only the first target, the other two goals are to be continued. The first objective of the implementation process is: First, set up their own filtering rules, in this filter rule, use the hook function to hook to take an external packet filter rules set by their own than on; followed up function by their own set up filtering rules to the system kernel, the rest is to start filtering. Through the detailed design of filter rules, with some combination of databases and logs to make this personal firewall is more perfect, more powerful. Through the design of personal firewall, rea ching some of the content filtering information purposes.The design of this project is mainly used in packet filtering firewall rules to play a role, there are still many defects. If you can not very intuitive to operate, need to use command-line operation. For the analysis of history, have failed to do. This design can be updated, under development in C gtk library interface development loan, which is more conducive to the operation.Keywords:Device drivers; firewall; security policy; packet filtering;目录1绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2 目的和意义 (2)1.3 系统设计思想 (2)2程序开发环境 (4)2.1Linux系统简介 (4)2.1.1什么是Linux (4)2.1.2Linux的历史 (4)2.1.3Linux的特点 (4)2.2系统中的C语言 (5)2.2.1Linux/unix系统调用与标准C库 (5)2.2.2库的学习 (5)2.2.3库与C语言的关系 (5)2.3 Linux设备驱动程序 (5)2.3.1Linux下的设备驱动简介 (5)2.3.2Linux下驱动程序的特点 (6)2.3.3Linux下驱动程序的设计 (7)2.4 防火墙相关的知识 (12)2.4.1防火墙的一般原理 (12)2.4.2防火墙的功能 (13)2.4.3防火墙的分类 (14)2.5 本章小结 (15)3系统的总体设计 (16)3.1系统设计目标 (16)3.2系统设计思想 (16)3.3系统功能设计分析 (16)3.4系统功能模块 (16)3.4.1数据包捕获模块结构 (16)3.4.2数据包捕获模块原理总体设计分析 (17)3.5系统流程 (18)3.5.1数据包捕获模块设计流程图 (18)3.6相关数据结构 (19)3.6.1程序中用到的一些结构体解析 (19)3.7本章小结 (20)4详细设计 (21)4.1注册与注销钩子函数的设计与实现 (21)4.1.1注册与注销函数的功能 (21)4.1.2注册函数的实现部分 (21)4.2包处理设计与实现 (23)4.2.1钩子函数的作用与功能 (23)4.3过滤规则的设计与实现 (24)4.3.1基于接口的过滤 (24)4.3.2基于IP地址的过滤 (24)4.3.3基于TCP端口的过滤 (25)4.4规则的添加与删除设计与实现 (25)4.4.1用户程序的实现 (25)4.4.2内核防火墙规则的添加与删除的设计与实现 (29)4.5用户接口程序添加与删除规则命令 (30)4.6本章小结 (30)5个人防火墙测试 (31)5.1测试目标 (31)5.2测试内容 (31)5.3测试方法 (31)5.4测试结果 (31)5.4.1检查防火墙IP过滤功能 (31)5.4.2检查防火墙端口过滤功能 (31)5.5本章小结 (32)6结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1绪论1.1课题的背景随着计算机技术的迅速发展，网络应用已经在全球得以推广，人类已经进入了网络时代。
Linux防火墙的配置与管理：防火墙的包过滤功能设置
Linux防火墙的配置与管理为了保护校园网的安全，需要使用防火墙。
防火墙位于网络边界，用于保护局域网（LAN）内网和DMZ区，免受来自因特网（WAN）的攻击。
防火墙的工作实质是报文过滤。
一、项目简介（一）含有DMZ区的防火墙概述防火墙通常有三个接口（端口），分别是WAN、LAN和DMZ。
如图表3-1所示。
图3-1 防火墙拓扑结构图在网络中，非军事区（DMZ）是指为不信任系统提供服务的孤立网段，其目的是把敏感的内部网络和其他提供访问服务的网络分开，阻止内网和外网直接通信，以保证内网安全。
含有DMZ的网络，包括六条访问控制策略。
1、内网可以访问外网内网的用户可以自由地访问外网。
因此防火墙需要进行源地址转换。
2、内网可以访问DMZ内网用户使用和管理DMZ中的服务器。
3、外网不能访问内网由于内网中存放的是公司内部数据，这些数据不允许外网的用户进行访问。
4、外网可以访问DMZDMZ中的服务器本身就是要给外界提供服务的，所以外网必须可以访问DMZ。
同时，外网访问DMZ需要由防火墙完成对外地址到服务器实际地址的转换。
5、DMZ不能访问内网很明显，如果违背此策略，则当入侵者攻陷DMZ时，就可以进一步进攻到内网的重要数据。
6、DMZ不能访问外网此条策略也有例外，比如DMZ中放置邮件服务器时，就需要访问外网，否则将不能正常工作。
（二）Linux防火墙简介Linux下的防火墙是iptables/netfilter。
iptables是一个用来指定netfilter规则和管理内核包过滤的工具，它为用户配置防火墙规则提供了方便。
与大多数的Linux软件一样，这个包过滤防火墙是免费的，它可代替昂贵的商业防火墙解决方案，完成封包过滤、封包重定向和网络地址转换NAT等功能。
1、netfilter的组成netfilter主要包括三个表（table）：filter、nat和mangle，分别用于实现报文过滤、网络地址转换和报文重构。
基于Linux个人防火墙总体设计
基于Linux个人防火墙总体设计一、防火墙概述网络防火墙技术是一种用来加强网络之间访问控制，防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络，访问内部网络资源，保护内部网络操作环境的特殊网络互联设备。
它对两个或多个网络之间传输的数据包按照一定的安全策略来实施检查，以决定网络之间的通信是否被允许，并监视网络运行状态。
根据防火墙所采用的技术不同，可以将它分为四种基本类型：包过滤型、网络地址转换―NAT、代理型和监测型。
包过滤型产品是防火墙的初级产品，其技术依据是网络中的分包传输技术。
包过滤技术的优点是简单实用，实现成本较低，在应用环境比较简单的情况下，能够以较小的代价在一定程度上保证系统的安全。
网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的、外部的、注册的IP地址标准。
它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网。
代理型防火墙也可以被称为代理服务器，它的安全性要高于包过滤型产品，并已经开始向应用层发展。
代理型防火墙的优点是安全性较高，可以针对应用层进行侦测和扫描，对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效。
其缺点是对系统的整体性能有较大的影响，而且代理服务器必须针对客户机可能产生的所有应用类型逐一进行设置，大大增加了系统管理的复杂性。
监测型防火墙是新一代的产品，能够对各层的数据进行主动的、实时的监测，在对这些数据加以分析的基础上，监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。
同时,这种检测型防火墙产品一般还带有分布式探测器，这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中，不仅能够检测来自网络外部的攻击，同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用。
监测型防火墙在安全性上已超越了包过滤型和代理服务器型防火墙，但其实现成本较高。
基于对系统成本与安全技术成本的综合考虑，用户可以选择性地使用某些监测型技术。
二、基于Linux个人防火墙总体设计本文研究的是防火墙系统的软硬件环境以及该防火墙的开发步骤和所要实现的功能，最后重点对该防火墙系统所需要的硬件和软件平台原理进行说明。
基于linux包过滤的防火墙的设计和实现
基于linux包过滤的防火墙的设计和实现作者：金鑫来源：《电脑知识与技术》2012年第30期摘要：基于linux过滤包的防火墙是一个简单的、基于linux下的iptables的简单的防火墙系统，它能简单的处理基本的网络数据包的过滤，维护内部网络的安全性。
本系统是以linux 的netfilter框架系统底层，以python中的Flask框架作为系统的上层管理框架。
整个系统分为两个主要模块。
模块一，WEB层，包过滤规则的添加、删除、查看以及更改规则顺序。
模块二，本地应用层，与内核和WEB层交互。
模块三，linux内核层，包过滤的实现。
关键词：linux； netfilter；防火墙；包过滤中图分类号：TP316 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）30-7192-04当今社会已经不如信息时代，无论是个人，还是企业，对互联网的依赖越来越大。
而伴随着Internet在全世界范围的迅速发展和广泛应用，Internet中出现的各种网络安全问题也随之而来，像信息泄露、数据篡改、服务拒绝等等安全问题屡出不穷。
在互联网中，内部网络连接外部网络是通过接入Internet的路由器（router）接入的，路由强迫所有从内部网络流入和流出的通信流量。
而防火墙就是应用在路由器上，控制流入和流出网络的一项网络安全技术。
使用防火墙能有效的保护内部网络免受外部网络的攻击，维持内部网络的安全性。
1 Linux 防火墙的设计Firewall防火墙是一个简单的基于linux平台上的防火墙，它利用Linux内核的netfilter模块，对从本机进出的网络数据包进行过滤，并可以通过WEB见面进行交互操作，并可以对进出防火墙的数据进行记录。
1.1 功能描述防火墙的主要功能是对发送到本地以及从本地发出的网络数据包进行拦截，防火墙的拦截功能定义是防火墙对什么网络数据报进行过滤、怎么样进行过滤。
该防火墙可以对网络数据包进行过滤，过滤规则如下：策略：分为接收和丢弃。
Linux个人防火墙设计与实现——数据包处理部分
图１ 数据处理模块示意图 图２ 数据包处理流程图主机连接本地的ＳＳＨ服务端口；ｉｐｔａｂｌｅｓ －Ａ ＩＮＰＵＴ －ｐ ｕｄｐ－－ｄｐｏｒｔ ５３ －ｊ ＡＣＣＥＰＴ ／／关闭ＤＮＳ服务端口的ｕｄｐ数据包流入；ｉｐｔａｂｌｅｓ －Ａ ＩＮＰＵＴ －ｐ ｉｃｍｐ－ｉｃｍｐ－ｔｙｐｅ ｅｃｈｏ－ｒｅ－ｑｕｅｓｔ －ｉ ｅｔｈ１ －ｊ ＤＲＯＰ／／防止死亡之ｐｉｎｇ，从接口ｅｔｈ１进入的ｉｃｍｐ协议的请求全部丢弃。
根据服务器情况，你也可以自行添加规则。
（４）存入日志数据库对数据包头分析处理后，可以得到此ＩＰ访问的源ＩＰ地址、目的ＩＰ地址、端口以及被拒绝通过的情况。
数据库的连接与上文所说的一样，因此，此处存入的是被拒绝的数据包头信息。
而且实现一样用到函数：ｉｎｔ ｍｙｓｑｌ＿ｒｅａｌ＿ｑｕｅｒｙ（ＭＹＳＱＬ ＊ｍｙｓｑｌ，ｃｏｎｓｔ ｃｈａｒ＊ｑｕｅｒｙ， ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ｌｅｎｇｔｈ）；只是用函数ｓｐｒｉｎｔｆ（）将ｑｕｅｒｙ值改为插入语句即可，如下：ｓｐｒｉｎｔｆ（ｑｕｅｒｙ，“ｉｎｓｅｒｔ ｉｎｔｏ ｌｏｇｓ（ｒｅｍｏｖｅ＿ｉｐ，ｌｏｃａｌ＿ｉｐ）ｖａｌｕｅｓ（‘％ｃ’，‘％ｃ’”，ｄｄ，ｓｓ））。
这样就可以将包过滤情况轻易地存入日志数据库，以供用户查询包过滤情况。
三、总结与展望本文重点讨论了数据包头分析后与过滤规则的匹配、对数据包的拒绝和日志数据库的存储。
实验证明达到了预期目的。
但该防火墙系统的一些功能还有待提高，主要是如下几个方面：规则设置规则有待于进一步探讨，这关系数据包过滤的依据；包头信息提取还过于简单，提取出来供包处理模块的内容有待加强；应用层信息无法感知，也就是说，防火墙不理解通信的内容，这是状态检测发展方向。
基于以上等原因包过滤防火墙已经逐渐被状态检测防火墙所取代，虽然状态检测防火墙判断允许还是禁止数据包的依据也是源ＩＰ地址、目的ＩＰ地址、源端口、目的端口和通讯协议等，但状态检测防火墙是基于会话信息做出决策的，判断当前数据包是否符合先前允许的会话。
基于linux系统的防火墙技术与应用毕业设计(论文)
摘要随着计算机网络，特别是近年来Internet的飞速发展，各公司、企业、政府机关交流信息的方式正在发生变化。
但这些部门面临的最大的问题就是如何用一种有效的安全解决方案来保护网络及信息系统不受攻击。
在众多的方案中，防火墙是安全解决策略的关键部分。
防火墙是一类安全防范措施的总称，它是在两个网络之间强制实施访问控制策略的一个系统或一组系统。
本文主要是针对有关防火墙的技术和防火墙应用的模型、设计和实现进行研究，通过对各种防火墙技术和防火墙体系结构的分类比较，对明确防火墙相关概念和选择使用防火墙上具有指导意义。
同时，介绍了一种在Linux系统下集包过滤与代理于一身的复合防火墙的设计和实现过程。
本课程设计介绍基于Netfilter/Iptables的包过滤防火墙的实现原理。
对Linux系统、TCP/IP的相关知识及Iptables语法做了介绍。
详细介绍了Iptables 命令的使用举例，通过实例介绍了基于Netfilter/Iptables的包过滤防火墙的配置过程。
本课题目标是设计并实现一种新型防火墙。
这种防火墙既有包过滤的功能，又能在应用层进行代理，具有先进的过滤和代理体系，能从数据链路层到应用层进行全方位安全处理。
TCP/IP协议和代理的直接相互配合，使系统的防欺骗能力和运行的健壮性都大大提高。
实现了什么功能。
在这里介绍的一些技术细节和实现策略可以为今后的防火墙构造提供借鉴。
这种防火墙技术不仅可以使系统更具有灵活性和可扩展性，更使得系统的安全性得到提高。
基于Linux系统的防火墙技术的研究和应用关键词: 防火墙; 包过滤; 代理; 复合型防火墙; LinuxAbstractRecently, with computer network and Internet increasing rapidly, its have changed forever the way of corporations, enterprises, and organizations communicating. But the vital problem that they must face is how to protect their network and information system against attack by setting an effective network security solution. In all of this solution, firewall is one of the important parts.Firewall is a type of network security measure. A firewall is a system or group of systems that enforces an access control policy between two networks. In the dissertation, we study on the modeling, design, and implementation of firewall technologies and firewall application, By the comparing and classifying the all types of firewall technology, we present a whole concept of firewall technology to reader. It is the good guide to choice and building firewall system. In additional, we illustrate a process of designing and implementing a complex firewall system which make packet filter and proxy under Linux operation system, All of the detail of technologies and implementing strategies are a good example to building firewall system in future. the firewalls are not only enhanced the flexible and expandable of application but also allowed to raise the system’s safety.Key words:Firewall; Packet Filter; Proxy; Hybrid-Firewall; Linux目录引言 (5)第1章绪论 (6)1.1 Intranet系统以及其安全问题 ........................................ 错误!未定义书签。
基于Linux环境下的包过滤防火墙设计与实现
基于Linux环境下的包过滤防火墙设计与实现
李纳璺;穆荣兵
【期刊名称】《电脑编程技巧与维护》
【年(卷),期】2003(000)002
【摘要】本文讨论了基于Linux环境下的包过滤防火墙设计与实现,并结合自己实际开发经验,对Linux环境下的数据传输安全性、网络编程技巧及防火墙实现方法进行了探讨.
【总页数】10页(P67-76)
【作者】李纳璺;穆荣兵
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.Linux下基于Netfilter的动态包过滤防火墙的设计与实现 [J], 郝身刚;张丽
2.基于Linux环境的包过滤防火墙设计与实现 [J], 王平水
3.在Linux环境下用Iptables建立包过滤型防火墙 [J], 舒云川
4.基于Linux包过滤防火墙的设计与实现 [J], 顾永军;齐敬敬
5.基于Linux环境下的防火墙的设计与实现 [J], 何汉华
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B<CD4EE 在协议层 和 网 络 设 备 间 传 递 数 据 ， B<CD4EE 的结构如图 + 所示。
图 0 12345 网络接口实现
其中， 67# 套 接 字 只 能 由 与 其 相 关 的 套 接 字 管理软件支持。 8&:@ 套接字层支持套接字管理 A 它 管理的通信端点的 8( 是基于 *’( 和 )#( 协议的。
)#( 的端口号，这时候我们的处理原则是将这样
的包一律通过， 额外的检查是没有作用的。如果采 用一律丢弃的方法可能会把允许通过的包也丢弃 掉了，因为过滤规则的判断条件不只是 >( 地址而 且还有高层协议的端口号。采用一律通过对系统 的过滤功能是不会有影响的， 因为如果到达接收端 的数据被禁止了， 那带有高层协议报文的那个 >( 包 一定会被丢弃，所以接收端接收到其他报文后不能 够正确重组也会将其丢弃， 同样会达到过滤的效果。 在实际的使用中， 管理员可以根据本单位的实 际情况和保护策略来制定自己的过滤规则， 过滤规 则表就随环境和政策的不同而设定。 根据过滤规则表， 系统可以判断是否让一个数 据报通过防火墙。当判断一个 >( 包不能通过防火 墙时， 系统采取两种手段来对此包作处理， 一种是 仅仅将其丢弃而不做任何处理， 这种过滤手段称为 否认 （#<:I ） ； 一种是在将报文丢弃的同时， 向发送 通知发送 主机发送 >’!( 的主机不可到达的报文， 。这两 主机不能访问， 这种方法称为拒绝 （%<J<1K ） 种过滤方法的不同之处， 主要是针对发送主机是否 能感觉到它发送的 >( 包已被拒绝。 在许多网关 （路由器） 中使用的过滤规则中， 他 们还要使用网络接口来做为过滤依据， 这一点主要 是为了判断是否接收的数据是发送给本机的， 或要 发送的数据是否是本机发送的， 在本系统中， 我们 可以把它配置成无 >( 的，所以不会有发送给它本 身的数据报， 也不会向外发送数据报， 它只是对接
)#( 是一个无联接协议，而 *’( 是一个可靠的面 向联接的协议。当发送 )#( 包时， 12345 既不知道
也不关心他们是否安全地到达了他们的目的地。
*’( 是有联接的， *’( 联接的发送端都要确保发送 的数据被正确地接收。 8( 层包括实现 83@:;3:@ 协议
现 代 计 算 机 （ 总 图 + B<CD4EE 结构图 第 对 B4CD4EE 的操作代 码 为 向 协 议 数 据 添 加 和 一 去掉协议头尾提供了标准机制。 八 九 ! 期 !! " # $ % & ’ "! ( ) * $ % +,,-./ " ）
4382Q3?M 8RSCB <GFEB8T7,UJ KK 端口队伍 4382Q3?M @S3Q <GFED3BJ<GF;D3BJ KK 包数和字节数 4382Q3?M DRLC <GFBS8L3MJ<GFBS85SCJ
网络纵横
00 修改的包权限 1234 567893:3;<=>?&@!A>BCD 00 网络接口名字 ED
"11C34<$*=8=D$&E @@ 指针偏移量为以太网帧头长度 095<2C4:FG4 095H: I? 2CJK67HL4LM;11C34?E @@ 从以太网数据区域内提取 >( 报头信息 H3N<CJK67H3NE @@ 从数据结构中提取本帧数据使用的接口信息 1O:3C<GLPP81O810:3OLPP 2(Q8>R34SH3NS095S&)DD?E @@ 调用过滤分析模块并将比较结果返回 TO04G521O:3C? A GLC3 QU8V’’$(*W ’LR9LCC<XE Y:3LJE GLC3 QU8%$Z$’*W ’LR9LCC<,E Y:3LJE GLC3 %U8YD"’[W ’LR9LCC<,E Y:3LJE #31LFP4W ’LR9LCC<XE Y:3LJE \ @@ 过滤分析的结果处理 ， 分 别 对 允 许 通 过 标 志 变 量 进
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现 代 计 算 机 （ 总 第 一 八 九 " 期 ! ）
网络纵横
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-
透明桥上的过滤实现
当系统接收到以太网帧的时候， 它首先要判断
此以太网帧内传送的数据是哪种高层协议的数据， 然后将 >( 数据包的内容交由过滤规则模块实现。 以太网网桥的帧接收模块已经将接收的帧封装在 统一的数据结构 LM7NO55 中，我们对此数据结构进 行处理就可以得到所有想要的信息， 如果判断出以 太网帧中封装的是 >( 包，我们没必要再开辟新的 直接用指针移动来指到 >( 包头 空间来保存 >( 包， 就可以了， 这样做可以加快系统的处理速度， 系统 的所有检查都是通过指针移动来实现的， 而没有必 要使用新的内存空间来保存 >( 包的数据。对于允 许通过的包， 系统将进行转发， 如果不允许通过， 系 统将释放其缓存区， 丢弃报文。
8BC4DB 23FLMMC <GF8O89N<GFMO89
目的地址掩码 KK 源、
8BC4DB 23FLMMC <GFP2LJ
图 = 包过滤系统模块关系
KK 网络接口 8BC4DB M?P2D? I <GFP2LM?PJ KK 设备接口 4382Q3?M 8RSCB <GF<@QJ KK 标志字段 4382Q3?M 8RSCB <GF38EN<GF3MEJ
网络纵横
基于 !"#$% 环境的 包过滤防火墙设计与实现
王平水
（安徽财贸学院网络中心，蚌埠 +FF,-0 ） 摘 要：传统的包过滤防火墙工作在网络层和传输层， 根据过滤规则判别的只有网络层和传输层的有限信息， 在对 12345 内核网络接口分析的基础上， 通过修 各种安全要求不可能充分满足。本文以 12345 为例， 改 12345 的内核， 实现了一个工作在数据链路层的透明包过滤防火墙。 关键词：包过滤；防火墙； 7<C D4EE；套接字
9:K N4712<1M7543;<TLK4O1M LM7NO55 G LMNU 00 以太网帧处理模块 V 返回 W 时表示可以通过 V 返回 , 时
表示不能通过。
00 函数传入参数为以太网帧数据 X 00 下面是系统模块需要用到的变量 LK4O1K H<891< GH<8D 00 此报文使用的网络接口 9:K 564<LY,D 00 过滤模块返回的值 9:K ’3:F3LLYWD 00 默认过滤策略为通过 LK4O1K 9F2H4 G9F2D 00 >( 报文头结构 LK4O1K <K22H4 G<K2D 00 以太网帧头结构 9:K Z55L<KD 00 指针移动偏移量 00下面的过程将 >( 包从以太网帧中分离出来 <K2YTLK4O1K <K22H4 GULMN[\H3K3D 00 从数据帧中提取以太网帧头数据
不受限制的转发
来进行分析。所以首先要将网卡的模式修改为调 试或全混模式， 网卡工作在调试状态下的时候， 自 身会对接收到的包进行一些处理，增加额外的代 价， 这是我们不希望的。我们设定网卡工作在全混 模式下， 使用如下命令：
01G;R10] 345, 9:;^0CG 01G;R10] 345X 9:;^0CG
((( 和以太网。
网络协议分许多层的一个问题是：每一层都 使用其他层的服务，即每个协议需要在发送数据 时给数据加协议的头和尾，在接受数据时去掉协 议的头和尾。这样就使在协议间传送数据缓冲困 难，因为每一层需要发现它自己协议头和尾的位 置。一个解决的办法是在每一层都拷贝缓冲， 但是 那 样 做 效 率 就 比 较 低 。 12345 使 用 套 接 字 缓 冲 和
P9:OQ 系统网桥实现的源代码在 0 )A% 0 A%’ 0 其中 N4.1 是网桥实现的主程 P9:OQ 0 &<K 0 R49HS< 下，
序， 我们对其中的内容进行修改。根据分析知道， 网桥系统将会把所有的帧进行转发， 想实现包过滤 系统需要在转发以太网帧之前对报文进行过滤， 所 以我们加入的程序为帧检测模块， 处理过程如下：
网络纵横
+
系统模块划分
透明包过滤系统数据包， 同时还考虑是否应该转交这 个数据包， 因此， 本系统的包过滤将基于以下报头 内容控制数据包的转发： （或范围） ； !数据包的源和目的网络地址 （或范围） ； !数据包的源和目的地址 （或范围） ； !数据包的源和目的端口 !用来传送数据包的协议。 根据 0( 数据包的源和目的网络地址进行判断 可以用来限制网络级别的访问控制， 规定网络对子 网的控制策略；根据 0( 数据包的源和目的地址进 行判断可以用来限制主机级别的访问控制， 对特定 流向或地址的流量进行过滤， 屏蔽来自特定地址主 机的访问； 对于端口地址的过滤， 可以提供高层协 议详细内容的过滤，如可以单独对 += 端口的 *?@A 而开放其他端口的服务； 对协议过滤 3?B 服务过滤， 主 要 是 考 虑 0( 包 可 以 封 装 的 数 据 有 *’(、 )#(、 0’!( 等不同协议的数据。 对过滤规则的定义不仅要考虑到我们的过滤 策略， 而且需要考虑到和 12345 操作系统内核的要 求， 所以我们对此项数据结构的定义参照 12345 内 核中的数据结构进行了定义， 有些变量在过滤表中 不会用到， 但仍然定义了它， 以保证和 12345 的 有 效结合。具体的过滤规则结构如下：