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网络知识 :: 网络安全

用Linux防火墙构建DMZ


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防守在网络安全中的重要性不必多说。保护网络最常见的方法就是使用防火墙。防火墙作为网络的第一道防线,通常放置在外网和需要保护的网络之间。最简单的情况是直接将防火墙放置在外网和企业网络之间,所有流入企业网络的数据流量都将通过防火墙,使企业的所有客户机及服务器都处于防火墙的保护下。这对于一些中小企业来说是简单易行的,而且这种解决方法在某些情况下也表现不错。然而这种结构毕竟比较简单。企业中有许多服务器、客户机等资源需要保护,不同的资源对安全强度的要求也不同。不能用对待客户机的安全级别来对待服务器,这样服务器将会很危险;同样,也不能用对待服务器的安全级别来对待客户机,这样用户会感觉很不方便。



针对不同资源提供不同安全级别的保护,可以考虑构建一个叫做“Demilitarized Zone”(DMZ)的区域。DMZ可以理解为一个不同于外网或内网的特殊网络区域。DMZ内通常放置一些不含机密信息的公用服务器,比如Web、Mail、FTP等。这样来自外网的访问者可以访问DMZ中的服务,但不可能接触到存放在内网中的公司机密或私人信息等。即使DMZ中服务器受到破坏,也不会对内网中的机密信息造成影响。



许多防火墙产品都提供了DMZ的接口。硬件防火墙由于使用专门的硬件芯片,所以在性能和流量上有绝对的优势。软件防火墙的性价比非常好,一般企业使用起来效果不错。如果使用Linux防火墙,其成本将更低。因此这里将要介绍的是在Linux防火墙上划分DMZ区域的方法。



<B>构建DMZ的策略</B>



Linux从2.4内核开始,正式使用iptables来代替以前的ipfwadm和ipchains,实现管理Linux的包过滤功能。Linux的包过滤通过一个叫netfilter的内核部件来实现。netfilter内建了三个表,其中默认表Filter中又包括3个规则链,分别是负责外界流入网络接口的数据过滤的INPUT链、负责对网络接口输出的数据进行过滤的OUTPUT链,以及负责在网络接口之间转发数据过滤的FORWARD链。要构建一个带DMZ的防火墙,需要利用对这些链的设定完成。首先要对从连接外部网络的网卡(eth0)上流入的数据进行判断,这是在INPUT链上完成。如果数据的目标地址属于DMZ网段,就要将数据转发到连接DMZ网络的网卡(eth1)上;如果是内部网络的地址,就要将数据转发到连接内部网络的网卡(eth2)上。表1显示了各个网络之间的访问关系。



表1 网络间访问关系表



<CCID_NOBR>









内网

外网

DMZ



内网

/

Y

Y



外网

N

/

Y



DMZ

N

N

/</CCID_NOBR>



根据表1,可以明确以下六条访问控制策略。



1.内网可以访问外网

内网的用户显然需要自由地访问外网。在这一策略中,防火墙需要进行源地址转换。



2.内网可以访问DMZ

此策略是为了方便内网用户使用和管理DMZ中的服务器。



3.外网不能访问内网

很显然,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DMZ

DMZ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。



<B>DMZ的实现</B>



根据以上访问控制策略可以设定Linux防火墙的过滤规则。下面将在一个虚构的网络环境中,探讨如何根据以上六条访问控制策略建立相应的防火墙过滤规则。这里的讨论和具体应用会有所区别,不过这种讨论将有助于实际应用。用户在实际应用时可根据具体的情况进行设置。该虚拟环境的网络拓扑如图1。





<CENTER>

图1 DMZ网络拓扑图</CENTER>



如图1所示,路由器连接Internet和防火墙。作为防火墙的Linux服务器使用三块网卡:网卡eth0与路由器相连,网卡eth1与DMZ区的Hub相连,网卡eth2与内网Hub相连。作为一个抽象的例子,我们用“[内网地址]”来代表“192.168.1.0/24”之类的具体数值。同理还有“[外网地址]”和“[DMZ地址]”。



对于防火墙,原则之一就是默认禁止所有数据通信,然后再打开必要的通信。所以在防火墙脚本的最初,需要清空系统原有的规则,然后将INPUT、OUTPUT、FORWARD的默认规则设置为丢弃所有数据包。



对应的防火墙脚本片段如下:



<CCID_NOBR>







<CCID_CODE># Flush out the tables and delete all user-defined chains

/sbin/iptables -F

/sbin/iptables -X

/sbin/iptables -t nat -F

/sbin/iptables -t nat -X



# Drop every packet

/sbin/iptables -P INPUT DROP

/sbin/iptables -P OUTPUT DROP

/sbin/iptables -P FORWARD DROP</CCID_CODE></PRE>

</CCID_NOBR>



接下来,逐一解释六种策略的实现。



1.内网可以访问外网

对应的防火墙脚本片段如下:

/sbin/iptables -t nat -A POSTROUTING -s [内网地址] -d [外网地址] -o eth0 -j SNAT --to [NAT的真实IP]



当数据从连接外网的eth0流出时,要将来自内网的数据包的源地址改成Internet上的真实IP,这样才能和外网的主机进行通信。“[NAT的真实IP]”表示分配给NAT用户的真实IP,有几个就写几个,以空格分开,但至少要写一个。



2.内网可以访问DMZ

对应的防火墙脚本片段如下:

/sbin/iptables -A FORWARD -s [内网地址] -d [DMZ地址] -i eth2 -j ACCEPT

以上命令允许所有来自内网、目的地为DMZ的数据包通过。



3.外网不能访问内网

对应的防火墙脚本片段如下:

/sbin/iptables -t nat -A PREROUTING -s [外网地址] -d [内网地址] -i eth0 -j DROP

以上命令将来自外网、去往内网的数据包全部丢弃。



4.外网可以访问DMZ

为了保护DMZ中的服务器,外网对DMZ的访问也要加以限制。通常的思路是,只允许外网访问DMZ中服务器所提供的特定服务,比如HTTP。

对应的防火墙脚本片段如下:

/sbin/iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -d [分配给HTTP服务器的Internet上的真实IP] -s [外网地址] -i eth0 -j DNAT --to [HTTP服务器的实际IP]

/sbin/iptables -A FORWARD -p tcp -s [外网地址] -d [HTTP服务器的实际IP] -i eth0 --dport 80 -j ACCEPT

/sbin/iptables -A FORWARD -p tcp -d [外网地址] -s [HTTP服务器的实际IP] -i eth1 --sport 80 ! --syn -j ACCEPT

/sbin/iptables -t nat -A PREROUTING -s [外网地址] -d [DMZ地址] -i eth0 -j DROP



该防火墙脚本片段将开放HTTP服务,使得只有访问DMZ中HTTP服务的数据包才能通过防火墙。



5.DMZ不能访问内网

对应的防火墙脚本片段如下:

/sbin/iptables -A FORWARD -s [DMZ地址] -d [内网地址] -i eth1 -j DROP

以上命令将丢弃所有从DMZ到内网的数据包。



6.DMZ不能访问外网

对应的防火墙脚本片段如下:

/sbin/iptables -t nat -A POSTROUTING -p tcp --dport 25 -d [外网地址] -s [邮件服务器的IP] -o eth0 -j SNAT --to [分配给SMTP服务器的Internet上的真实IP]

/sbin/iptables -A FORWARD -p tcp -s [邮件服务器的IP] -d [外网地址] -i eth1 --dport 25 -j ACCEPT

/sbin/iptables -A FORWARD -p tcp -d [邮件服务器的IP] -s [外网地址] -i eth0--sport 25 ! --syn -j ACCEPT



以上命令先允许DMZ中邮件服务器连接外网的SMTP服务端口(25),然后禁止其它从DMZ发往外网的数据包。



针对以上基本策略例举了实现它们的基本规则。在实际应用中,需要根据具体情况进行设置。只要设置得当,Linux也能成为很好的防火墙。需要补充的是,无论何种防火墙都只能提供有限的保护。设置好防火墙不等于网络就是安全的,关键在于综合运用各种安全手段
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