区域

在 firewalld 中最上层的组织是区域。如果一个包匹配区域相关联的网络接口或源 IP/掩码 ,它就是区域的一部分。可用的几个预定义区域:

firewall-cmd --get-zones
block dmz drop external home internal nm-shared public trusted work

阻塞区域(block):任何传入的网络数据包都将被阻止。
工作区域(work):相信网络上的其他计算机,不会损害你的计算机。
家庭区域(home):相信网络上的其他计算机,不会损害你的计算机。
公共区域(public):不相信网络上的任何计算机,只有选择接受传入的网络连接。
隔离区域(DMZ):隔离区域也称为非军事区域,内外网络之间增加的一层网络,起到缓冲作用。对于隔离区域,只有选择接受传入的网络连接。
信任区域(trusted):所有的网络连接都可以接受。
丢弃区域(drop):任何传入的网络连接都被拒绝。
内部区域(internal):信任网络上的其他计算机,不会损害你的计算机。只有选择接受传入的网络连接。
外部区域(external):不相信网络上的其他计算机,不会损害你的计算机。只有选择接受传入的网络连接。

任何配置了一个网络接口和/或一个源的区域就是一个活动区域 active zone。列出活动的区域:

firewall-cmd --get-active-zones
public
 interfaces: eno1 eno2

Interfaces (接口)是系统中的硬件和虚拟的网络适配器的名字,正如你在上面的示例中所看到的那样。所有的活动的接口都将被分配到区域,要么是默认的区域,要么是用户指定的一个区域。但是,一个接口不能被分配给多于一个的区域。

在缺省配置中,firewalld 设置所有接口为 public 区域,并且不对任何区域设置源。其结果是,public区域是唯一的活动区域。

Sources (源)是入站 IP 地址的范围,它也可以被分配到区域。一个源(或重叠的源)不能被分配到多个区域。这样做的结果是产生一个未定义的行为,因为不清楚应该将哪些规则应用于该源。

因为指定一个源不是必需的,任何包都可以通过接口匹配而归属于一个区域,而不需要通过源匹配来归属一个区域。这表示通过使用优先级方式,优先到达多个指定的源区域,稍后将详细说明这种情况。首先,我们来检查 public 区域的配置:

$ firewall-cmd --zone=public --list-all
public (default, active)
 interfaces: eno1 eno2
 sources:
 services: dhcpv6-client ssh
 ports:
 masquerade: no
 forward-ports:
 icmp-blocks:
 rich rules:

$ firewall-cmd --permanent --zone=public --get-target
default

逐行说明如下:

  • public (default, active) 表示 public 区域是默认区域(当接口启动时会自动默认),并且它是活动的,因为,它至少有一个接口或源分配给它。
  • interfaces: eno1 eno2 列出了这个区域上关联的接口。
  • sources: 列出了这个区域的源。现在这里什么都没有,但是,如果这里有内容,它们应该是这样的格式 xxx.xxx.xxx.xxx/xx。
  • services: dhcpv6-client ssh 列出了允许通过这个防火墙的服务。你可以通过运行 firewall-cmd --get-services 得到一个防火墙预定义服务的详细列表。
  • ports: 列出了一个允许通过这个防火墙的目标端口。它是用于你需要去允许一个没有在 firewalld 中定义的服务的情况下。
  • masquerade: no 表示这个区域是否允许 IP 伪装。如果允许,它将允许 IP 转发,它可以让你的计算机作为一个路由器。
  • forward-ports: 列出转发的端口。
  • icmp-blocks: 阻塞的 icmp 流量的黑名单。
  • rich rules: 在一个区域中优先处理的高级配置。
  • default 是目标区域,它决定了与该区域匹配而没有由上面设置中显式处理的包的动作。

一个简单的单区域配置示例

如果只是简单地锁定你的防火墙。简单地在删除公共区域上当前允许的服务,并重新加载:

# firewall-cmd --permanent --zone=public --remove-service=dhcpv6-client
# firewall-cmd --permanent --zone=public --remove-service=ssh
# firewall-cmd --reload

在下面的防火墙上这些命令的结果是:

# firewall-cmd --zone=public --list-all
public (default, active)
 interfaces: eno1 eno2
 sources:
 services:
 ports:
 masquerade: no
 forward-ports:
 icmp-blocks:
 rich rules:
 
# firewall-cmd --permanent --zone=public --get-target
default

本着尽可能严格地保证安全的精神,如果发生需要在你的防火墙上临时开放一个服务的情况(假设是 ssh),你可以增加这个服务到当前会话中(省略 --permanent),并且指示防火墙在一个指定的时间之后恢复修改:

firewall-cmd --zone=public --add-service=ssh --timeout=5m

这个 timeout 选项是一个以秒(s)、分(m)或小时(h)为单位的时间值。

目标

当一个区域处理它的源或接口上的一个包时,但是,没有处理该包的显式规则时,这时区域的目标target决定了该行为:

  • ACCEPT:通过这个包。
  • REJECT:拒绝这个包,并返回一个拒绝的回复。
  • DROP:丢弃这个包,不回复任何信息。
  • default:不做任何事情。该区域不再管它,把它踢到“楼上”。

优先权

活动区域中扮演两个不同的角色。关联接口行为的区域作为接口区域,并且,关联源行为的区域作为源区域(一个区域能够扮演两个角色)。firewalld 按下列顺序处理一个包:

  • 相应的源区域。可以存在零个或一个这样的区域。如果这个包满足一个富规则rich rule、服务是白名单中的、或者目标没有定义,那么源区域处理这个包,并且在这里结束。否则,向上传递这个包。
  • 相应的接口区域。肯定有一个这样的区域。如果接口处理这个包,那么到这里结束。否则,向上传递这个包。
  • firewalld 默认动作。接受 icmp 包并拒绝其它的一切。

这里的关键信息是,源区域优先于接口区域。因此,对于多区域的 firewalld 配置的一般设计模式是,创建一个优先源区域来允许指定的 IP 对系统服务的提升访问,并在一个限制性接口区域限制其它访问。

实例

一个简单的多区域示例

为演示优先权,让我们在 public 区域中将 http 替换成 ssh,并且为我们喜欢的 IP 地址,如 1.1.1.1,设置一个默认的 internal 区域。以下的命令完成这个任务:

firewall-cmd --permanent --zone=public --remove-service=ssh
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-service=http
firewall-cmd --permanent --zone=internal --add-source=1.1.1.1
firewall-cmd --reload

这些命令的结果是生成如下的配置:

# firewall-cmd --zone=public --list-all
public (default, active)
 interfaces: eno1 eno2
 sources:
 services: dhcpv6-client http
 ports:
 masquerade: no
 forward-ports:
 icmp-blocks:
 rich rules:
 
# firewall-cmd --permanent --zone=public --get-target
default

# firewall-cmd --zone=internal --list-all
internal (active)
 interfaces:
 sources: 1.1.1.1
 services: dhcpv6-client mdns samba-client ssh
 ports:
 masquerade: no
 forward-ports:
 icmp-blocks:
 rich rules:
 
# firewall-cmd --permanent --zone=internal --get-target
default

在上面的配置中,如果有人尝试从 1.1.1.1 去 ssh,这个请求将会成功,因为这个源区域(internal)被首先应用,并且它允许 ssh 访问。

如果有人尝试从其它的地址,如 2.2.2.2,去访问 ssh,它不是这个源区域的,因为和这个源区域不匹配。因此,这个请求被直接转到接口区域(public),它没有显式处理 ssh,因为,public 的目标是 default,这个请求被传递到默认动作,它将被拒绝。

如果 1.1.1.1 尝试进行 http 访问会怎样?源区域(internal)不允许它,但是,目标是 default,因此,请求将传递到接口区域(public),它被允许访问。

现在,让我们假设有人从 3.3.3.3 拖你的网站。要限制从那个 IP 的访问,简单地增加它到预定义的 drop区域,正如其名,它将丢弃所有的连接:

firewall-cmd --permanent --zone=drop --add-source=3.3.3.3
firewall-cmd --reload

下一次 3.3.3.3 尝试去访问你的网站,firewalld 将转发请求到源区域(drop)。因为目标是 DROP,请求将被拒绝,并且它不会被转发到接口区域(public)。

一个实用的多区域示例

假设你为你的组织的一台服务器配置防火墙。你希望允许全世界使用 http 和 https 的访问,你的组织(1.1.0.0/16)和工作组(1.1.1.0/8)使用 ssh 访问,并且你的工作组可以访问 samba 服务。使用 firewalld 中的区域,你可以用一个很直观的方式去实现这个配置。

public 这个命名,它的逻辑似乎是把全世界访问指定为公共区域,而 internal 区域用于为本地使用。从在 public 区域内设置使用 http 和 https 替换 dhcpv6-client 和 ssh 服务来开始:

firewall-cmd --permanent --zone=public --remove-service=dhcpv6-client
firewall-cmd --permanent --zone=public --remove-service=ssh
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-service=http
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-service=https

然后,取消 internal 区域的 mdns、samba-client 和 dhcpv6-client 服务(仅保留 ssh),并增加你的组织为源:

firewall-cmd --permanent --zone=internal --remove-service=mdns
firewall-cmd --permanent --zone=internal --remove-service=samba-client
firewall-cmd --permanent --zone=internal --remove-service=dhcpv6-client
firewall-cmd --permanent --zone=internal --add-source=1.1.0.0/16

为容纳你提升的 samba 的权限,增加一个富规则:

firewall-cmd --permanent --zone=internal --add-rich-rule='rule family=ipv4 source address="1.1.1.0/8" service name="samba" accept'

最后,重新加载,把这些变化拉取到会话中:

firewall-cmd --reload

仅剩下少数的细节了。从一个 internal 区域以外的 IP 去尝试通过 ssh 到你的服务器,结果是回复一个拒绝的消息。它是 firewalld 默认的。更为安全的作法是去显示不活跃的 IP 行为并丢弃该连接。改变 public 区域的目标为 DROP,而不是 default 来实现它:

firewall-cmd --permanent --zone=public --set-target=DROP
firewall-cmd --reload

但是,等等,你不再可以 ping 了,甚至是从内部区域!并且 icmp (ping 使用的协议)并不在 firewalld 可以列入白名单的服务列表中。那是因为,icmp 是第 3 层的 IP 协议,它没有端口的概念,不像那些捆绑了端口的服务。在设置公共区域为 DROP 之前,ping 能够通过防火墙是因为你的 default 目标通过它到达防火墙的默认动作(default),即允许它通过。但现在它已经被删除了。

为恢复内部网络的 ping,使用一个富规则:

firewall-cmd --permanent --zone=internal --add-rich-rule='rule protocol value="icmp" accept'
firewall-cmd --reload

结果如下,这里是两个活动区域的配置:

# firewall-cmd --zone=public --list-all
public (default, active)
 interfaces: eno1 eno2
 sources:
 services: http https
 ports:
 masquerade: no
 forward-ports:
 icmp-blocks:
 rich rules:
 
# firewall-cmd --permanent --zone=public --get-target
DROP

# firewall-cmd --zone=internal --list-all
internal (active)
 interfaces:
 sources: 1.1.0.0/16
 services: ssh
 ports:
 masquerade: no
 forward-ports:
 icmp-blocks:
 rich rules:
       rule family=ipv4 source address="1.1.1.0/8" service name="samba" accept
       rule protocol value="icmp" accept
       
# firewall-cmd --permanent --zone=internal --get-target
default

这个设置演示了一个三层嵌套的防火墙。最外层,public,是一个接口区域,包含全世界的访问。紧接着的一层,internal,是一个源区域,包含你的组织,它是 public 的一个子集。最后,一个富规则增加到最内层,包含了你的工作组,它是 internal 的一个子集。

这里的关键信息是,当在一个场景中可以突破到嵌套层,最外层将使用接口区域,接下来的将使用一个源区域,并且在源区域中额外使用富规则。

调试

firewalld 采用直观范式来设计防火墙,但比它的前任 iptables 更容易产生歧义。如果产生无法预料的行为,或者为了更好地理解 firewalld 是怎么工作的,则可以使用 iptables 描述 netfilter 是如何配置操作的。前一个示例的输出如下,为了简单起见,将输出和日志进行了修剪:

iptables -S
-P INPUT ACCEPT
... (forward and output lines) ...
-N INPUT_ZONES
-N INPUT_ZONES_SOURCE
-N INPUT_direct
-N IN_internal
-N IN_internal_allow
-N IN_internal_deny
-N IN_public
-N IN_public_allow
-N IN_public_deny
-A INPUT -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
-A INPUT -i lo -j ACCEPT
-A INPUT -j INPUT_ZONES_SOURCE
-A INPUT -j INPUT_ZONES
-A INPUT -p icmp -j ACCEPT
-A INPUT -m conntrack --ctstate INVALID -j DROP
-A INPUT -j REJECT --reject-with icmp-host-prohibited
... (forward and output lines) ...
-A INPUT_ZONES -i eno1 -j IN_public
-A INPUT_ZONES -i eno2 -j IN_public
-A INPUT_ZONES -j IN_public
-A INPUT_ZONES_SOURCE -s 1.1.0.0/16 -g IN_internal
-A IN_internal -j IN_internal_deny
-A IN_internal -j IN_internal_allow
-A IN_internal_allow -p tcp -m tcp --dport 22 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
-A IN_internal_allow -s 1.1.1.0/8 -p udp -m udp --dport 137 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
-A IN_internal_allow -s 1.1.1.0/8 -p udp -m udp --dport 138 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
-A IN_internal_allow -s 1.1.1.0/8 -p tcp -m tcp --dport 139 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
-A IN_internal_allow -s 1.1.1.0/8 -p tcp -m tcp --dport 445 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
-A IN_internal_allow -p icmp -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
-A IN_public -j IN_public_deny
-A IN_public -j IN_public_allow
-A IN_public -j DROP
-A IN_public_allow -p tcp -m tcp --dport 80 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
-A IN_public_allow -p tcp -m tcp --dport 443 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT 

在上面的 iptables 输出中,新的链(以 -N 开始的行)是被首先声明的。剩下的规则是附加到(以 -A开始的行) iptables 中的。已建立的连接和本地流量是允许通过的,并且入站包被转到 INPUT_ZONES_SOURCE 链,在那里如果存在相应的区域,IP 将被发送到那个区域。从那之后,流量被转到 INPUT_ZONES 链,从那里它被路由到一个接口区域。如果在那里它没有被处理,icmp 是允许通过的,无效的被丢弃,并且其余的都被拒绝。