Iptabes设置实验报告.doc

Project 6 Lab-ReportComputer Network Security实验名称： 小组成员： 指导教师： 所属班级： 一 实验描述 【实验背景】IP-Table是与最新的2.6.x版本Linux内核集成的IP信息包过滤系统。如果Linux系统连接到因特网或LAN的服务器，或连接到LAN和因特网的代理服务器， 则该系统有利于在 Linux系统上更好地控制IP 信息包过滤和防火墙配置。 netfilter/IP-Table IP 信息包过滤系统是一种功能强大的工具，可用于添加、编辑和除去规则，这些规则是在做信息包过滤决定时，防火墙所遵循和组成的规则。这些规则存储在专用的信息包过滤表中，而这些表集成在 Linux 内核中。在信息包过滤表中，规则被分组放在我们所谓的链（chain）中。【实验目的】根据实验要求配置IP-Table，掌握IP-Table规则的编写。【实验环境】虚拟机使用信息： VirtualBox 与 VmwareLinux 版本信息： Ubuntu 12.04.2 (Final)Linux 内核版本： 3.8.0二 实验准备在进行IP-Table设置前需要搭建实验环境，实验所需的环境配置如下图所示：【基于实验指导书Lab-6】其中，1号机、3号机是内网计算机，2号机为网关，最右边蓝色区域为外网。实验环境搭建成功之后，需要完成下面的实验步骤：【Part A】1、在2号机上用NAT表的POSTROUTING链配置NAT1）伪装（MASQUERADE）包使内网的IP地址从外网隐藏2）从1号机和3号机，只允许通过SSH连接到外网2、此步骤的NAT配置在整个实验过程中持续有效【Part B】为来自或者到达2号机（网关）的包编写规则，到达以下目的：1、允许来自或者到达2号机的SSH连接2、允许来自或者到达2号机的ping连接3、阻断来自或者到达2号机的其他所有通信4、提示：Part B需要INPUT和OUTPUT链，但不需要FORWARD链【Part C】1、清除Part B中filter表设置的规则2、仅允许1号机（不允许3号机）向外网中的主机发起SSH通信3、阻断其他所有通信4、提示：Part C需要FORWARD，INPUT和OUTPUT链三 IP-Table规则分析【IP-Table规则】基于网络百科知识（摘要）功效：IP-Table规则指定所检查包的特征和目标。如果包不匹配某条规则，将送往该链中下一条规则检查。1）目标值（TARGETS）目标值可以是用户定义的链名，也可以是某个专用值，如：ACCEPT（通过）、DROP（删除）、QUEUE（排队）或者RETURN（返回）。 ACCEPT：表示让这个包通过；DROP：表示将这个包丢弃；QUEUE：表示把这个包传递到用户空间；RETURN：表示停止这条链的匹配，到前一个链的规则重新开始。如果到达了一个内建的链的末端，或者遇到内建链的规则是RETURN，包的命运将由链准则指定的目标决定。2）表（TABLES）-t table：指定命令要操作的匹配包的表。在IP-Table规则中有三个表，分别为：filter：这是默认的表，包含了内建的链INPUT（处理进入的包）、FORWARD（处理通过的包）和OUTPUT（处理本地生成的包）。nat：这个表被查询时表示遇到了产生新的连接的包。它由三个内建的链构成：PREROUTING (修改到来的包)、OUTPUT（修改路由之前本地的包）、POSTROUTING（修改准备出去的包）。mangle：这个表用来对指定的包进行修改。它有两个内建规则：PREROUTING（修改路由之前进入的包）和OUTPUT（修改路由之前本地的包）。3）选项（OPTIONS）可被IP-Table识别的选项可以区分不同的种类，分别为：l 命令（COMMANDS）这些选项指定执行明确的动作。若指令行下没有其他规定，该行只能指定一个选项。对于长格式的命令和选项名，所用字母长度只要保证IP-Table能从其他选项中区分出该指令就行了。常用命令如下：-F flush：清空所选链。这等于把所有规则一个个的删除。 -X -delete-chain：删除指定的用户自定义链。这个链必须没有被引用，如果被引用，在删除之前你必须删除或者替换与之有关的规则。如果没有给出参数，这条命令将试着删除每个非内建的链。-Z zero：把所有链的包及字节的计数器清空。-L list：显示所选链的所有规则。如果没有选择链，所有链将被显示。也可以和-Z选项一起使用，这时链会被自动列出和归零。精确输出受其它所给参数影响。-A append：在所选择的链末添加一条或更多规则。当源（地址）或者/与目的（地址）转换为多个地址时，这条规则会加到所有可能的地址(组合)后面。 -D delete：从所选链中删除一条或更多规则。这条命令可以有两种方法：可以把被删除规则指定为链中的序号(第一条序号为1)，或者指定为要匹配的规则。-P policy：设置链的目标规则。l 参数（PARAMETERS）以下参数构成规则详述，如用于add、delete、replace、append 和 check命令。-p -protocal !protocol ：规则或者包检查(待检查包)的协议。指定协议可以是tcp、udp、icmp中的一个或者全部，也可以是数值，代表这些协议中的某一个。当然也可以使用在/etc/protocols中定义的协议名。在协议名前加上!表示相反的规则。数字0相当于所有（all）。Protocol all会匹配所有协议，而且这是缺省时的选项。在和check命令结合时，all可以不被使用。-s -source ! address/mask：指定源地址，可以是主机名、网络名和清楚的IP地址。mask说明可以是网络掩码或清楚的数字，在网络掩码的左边指定网络掩码左边1的个数，因此，mask值为24等于255.255.255.0。在指定地址前加上!说明指定了相反的地址段。标志 -src 是这个选项的简写。-d -destination ! address/mask：指定目标地址，使用方法和-s类似。-i -in-interface ! name：这是包经由该接口接收的可选的入口名称，包通过该接口接收（在链INPUT、FORWORD和PREROUTING中进入的包）。当在接口名前使用!说明后，指的是相反的名称。如果接口名后面加上+，则所有以此接口名开头的接口都会被匹配。如果这个选项被忽略，会假设为+，那么将匹配任意接口。 -o -out-interface !name：这是包经由该接口送出的可选的出口名称，包通过该口输出（在链FORWARD、OUTPUT和POSTROUTING中送出的包）。当在接口名前使用!说明后，指的是相反的名称。如果接口名后面加上+，则所有以此接口名开头的接口都会被匹配。如果这个选项被忽略，会假设为+，那么将匹配所有任意接口。-j -jump target ：-j： 目标跳转。指定规则的目标。也就是说，如果包匹配应当做什么。目标可以是用户自定义链（不是这条规则所在的），某个会立即决定包的命运的专用内建目标，或者一个扩展。如果规则的这个选项被忽略，那么匹配的过程不会对包产生影响，不过规则的计数器会增加。四 建立相应实验环境在本实验中需要数台计算机，分别使用相同的虚拟机以及ubuntu版本，并且其中1号机、3号机处于内网环境（它们处于同一个子网之下，并且相互间可以Ping通），另外有一台计算机（2号机）作为网关连接内网和外网，还需要有一台计算机处于外网环境。因此要圆满完成本实验，至少需要4台计算机（最后这一台计算机可以我们利用了学校机房线程的机子）。针对我的计算机的实际情况，可以将本机作为外网计算机，另外运行1个虚拟机作为2号机，再运行2个虚拟机作为1号机和3号机。可是我的计算机在运行两个虚拟机的时候处理速度就变得非常慢，因此我只能运行1台虚拟机作为2号机，再运行一个虚拟机作为1号机，至于3号机，由于在Part A和Part B中，1号机和3号机的规则是相同的，因此只要有一个就足以达到验证规则的目的。而在Part C中，二者的规则有区别，这可以通过修改1号机的IP地址达到验证的目的。因此只运行两台虚拟机同样能达到验证规则，完成本实验的效果。综上，在本实验中，我用本机作为外网计算机，用虚拟机ubuntu2作为内网计算机1号机，用虚拟机“ubuntu2的克隆”作为网关2号机。配置实验环境的过程如下：【2号机相关配置】由于2号机是网关连接内网和外网，因此它必须有两块网卡，一块实现内网和2号机的直接通信，另一块实现外网和2号机的直接通信。因此配置2号机的过程如下：1）增加一个网卡点击VMware左侧目录中的虚拟机“3000Shana”图标，右键“设置”，得到如下界面（图2），在左边界面中单击“添加”按钮进行硬件的添加，在弹出界面中选择硬件类型为“网络适配器”，然后点击“Next”。【编辑虚拟机设置】【选择添加硬件的类型】之后选择网络连接方式为“自定义”，然后点击“完成”，完成增加网卡的过程。 【选择新增网卡的网络连接方式】然后查看虚拟机的主界面，可以发现多了一个网络适配器图标，而且它连接方式变为“通用”！【新增网卡后“Ubuntu2的克隆”的主界面】2）运行“Ubuntu2的克隆”，修改新增网卡的有关配置开启虚拟机“Ubuntu2的克隆”，以root用户登录。登录后右键单击桌面上方网络连接的小图标，选择“编辑连接”，可以看到“有线”一栏下有“Auto eth1”和“Auto eth2”两个网络接口，“Auto eth2”是新增的。单击“Auto eth2”，选择“编辑”，在弹出界面中选择“IPv4设置”，然后选择方法为“手动”，可以看到“地址”部分变为可编辑。单击“添加”，将地址设定为“10.10.10.1”（我认为这个IP地址的设置只要不和“Auto eth1”的IP地址在一个网段就可以），子网掩码设为默认的“255.255.255.0”，网关可以任意设定。设定完之后选择“应用”。【新增网卡接口“Auto eth2”的设置】3）查看2号机的IP地址PS：后继所有关于ubuntu上的终端操作均以root权限为主选择“应用程序”“附件”“终端”，在终端中输入命令“ifconfig”查看2号机的IP地址等信息：【2号机的IP地址】可以看到与外网连接的网口eth1的IP地址为：192.168.0.98（Vmware中可以在子网范围内自由设置），与内网连接的网口eth2的IP地址为10.10.10.1，和我之前设置的一样，这说明2号机的配置成功！2. 配置1号机1）选择“Ubuntu2”的网络连接方式点击VMware的“Ubuntu2”的主界面中的“编辑虚拟机设置”，在弹出界面中单击 “Network Adapter”，然后选择界面右侧的“Custom”，点击“OK”。即将“Ubuntu2”的网络连接方式设为自定义，和“Ubuntu2的克隆”中和内网连接的网卡是一样的。2）运行“Ubuntu2”，修改网卡的有关配置开启虚拟机“Ubuntu2”，以root用户登录。登录后右键单击桌面上方网络连接的小图标，选择“编辑连接”，可以看到“有线”一栏下有“Auto eth0”这一个网络接口。单击“Auto eth0”，选择“编辑”，在弹出界面中选择“IPv4设置”，然后选择方法为“手动”，可以看到“地址”部分变为可编辑。单击“添加”，将地址设定为“10.10.10.2”（需要和2号机中“Auto eth1”的IP地址在一个网段），子网掩码设为默认的“255.255.255.0”，网关设定为“Auto eth1”的IP地址10.10.10.1。设定完之后选择“应用”。【1号机（ubuntu2）中“Auto eth0”的设置】3）查看1号机的IP地址选择ubuntu2的“应用程序”“附件”“终端”，在终端中输入命令“ifconfig”查看1号机的IP地址等信息：【1号机的IP地址】可以看到IP地址为为10.10.10.2，和我之前设置的一样，这说明1号机的配置成功！3、验证环境配置成功1）1号机和2号机能互相通信1号机 ping 2号机其中2号机的IP地址是与内网连接的网口“Auto eth2”的IP地址10.10.10.1【1号机能ping通2号机】2号机 ping 1号机【2号机能ping通1号机】2）2号机和外网能互相通信首先查看本机的IP地址。在本机点击“开始”“运行”，输入CMD并点击确定，在出现的小黑框中输入“IPCONFIG”命令查看本机的IP地址【本机IP地址】外网 ping 2号机其中2号机的IP地址是与外网连接的网口“Auto eth1”的IP地址192.168.0.98【图13 外网能ping通2号机】2号机 ping 外网【图14 2号机能ping通外网】3）1号机和外网不能互相通信使外网ping 1号机【外网不能ping通1号机】4）综合1）、2）和3），可以证明符合实验要求的环境已经搭建成功！五 实验Part A1、在本机安装SSH服务器WinSSHD1）从网上下载WinSSHD安装包，根据提示进行安装，安装成功后会出现提示信息2）点击提示信息中的“确定”后会出现WinSSHD的配置界面，点击“3.Virtual accounts”设置虚拟账户，账户名和密码都设为zmj，其他项采取默认设置，然后点击“Save changes”保存设置。【WinSSHD设置虚拟账户】3）打开WinSSHD的主界面“WinSSHD Control Panel”，选择“Server”，点击“Start WinSSHD”开启WinSSHD【开启WinSSHD】 至此就完成了WinSSHD的安装、配置及开启！2、在1号机和2号机上安装openSSH-server在“Ubuntu2”和“Ubuntu2的克隆”中输入命令“apt-get install openssl-server”进行 openssl-server的安装，安装成功会有相应信息：【在1号机和2号机中成功安装openssl-server】由上图知，在1号机和2号机中成功安装openssl-server，且SSH自动启动3、编写符合要求的规则根据IP-Table规则的说明和实验要求，编写规则如下：1）清空表filter中的所有链及计数器（具体规则如下所示）【PartA清空表filter中的所有链及计数器】2）清空表nat中的所有链及计数器【PartA清空表nat中的所有链及计数器】3）修改表filter的默认规则由于从1号机和3号机，只允许通过SSH连接到外网，因此要禁止INPUT链和OUTPUT链，允许FORWARD（转发）链：【PartA修改表filter的默认规则】4）配置POSTROUTING链，实现内网IP地址对外网的隐藏（具体规则如下图23所示）【PartA配置POSTROUTING链，实现内网IP地址对外网的隐藏】此规则的含义为：-t nat：指定nat表-A POSTROUTING：在POSTROUTING链后添加一条规则-p tcp：SSH连接为tcp协议的连接。此条命令比较tcp协议-s 10.10.10.1/24：包来源于内网-o eth1：包通过网口eth1输出，表示是向外网发的包-dport 22：目的端口是22，表示是SSH连接-j MASQUERADE：如果包匹配，就跳转到MASQUERADE目标，即实现伪装5）保存IP-Table设置使用命令“IP-Table-save”保存IP-Table设置，并查看当前规则：【PartA保存IP-Table设置】由上图可知，之前对IP-Table的设置都已成功保存！4、修改配置文件为了能实现成功转发，还需要修改一些配置文件。1）去掉/etc/sysctl.conf中“net.ipv4.ip_forward=1”前的注释去掉/etc/sysctl.conf中“net.ipv4.ip_forward=1”前的注释2）输入命令，将/proc/sys/net/ipv4/ip_forward的值设为1【将/proc/sys/net/ipv4/ip_forward的值设为1】5、验证规则是否正确有效在1号机（ubuntu2）中输入命令“SSH zmj172.31.6.213”，通过SSH连接外网，在确定（yes）继续连接之后输入密码zmj，可以看到本机的命令框界面【PartA 1号机通过SSH成功连接外网】同时可以看到WinSSHD显示Session信息：【PartA规则设置成功2_WinSSHD显示Session信息】【分析】不难看出，1号机通过SSH成功连接外网；从上图可以看出，Remote IP为192.168.0.98，即为2号机中连接外网的网卡的IP，这说明内网IP成功实现了隐藏。综上可以看出，Part A中规则的设置是符合实验要求的！六 实验Part B1、初步编写符合要求的规则根据实验要求及提示，在保留Part A所有设置和规则的情况下，编写其他规则。1）修改表filter的默认规则本实验中要禁止FORWARD（转发）链：【 Part B禁止FORWARD（转发）链】2）允许来自或者到达2号机的SSH连接【Part B允许来自或者到达2号机的SSH连接】3）允许来自或者到达2号机的ping连接【PartB允许来自或者到达2号机的ping连接】4）保存IP-Table设置使用命令“IP-Table-save”保存IP-Table设置，并查看当前规则：【PartB保存IP-Table设置】【分析】由上图可知，我之前对IP-Table的设置都已成功保存！2、验证规则是否正确有效1）验证：允许来自或者到达2号机的ping连接首先使2号机 ping 外网计算机：【PartB使2号机 ping 外网计算机】【分析】由上图可知，IP-Table允许来自2号机的ping连接！然后使外网计算机 ping 2号机：【PartB使外网计算机ping 2号机】【分析】由图34可知，IP-Table允许到达2号机的ping连接！综上说明，规则中关于ping的部分是正确的！2）验证：允许来自或者到达2号机的SSH连接使2号机通过SSH连接外网计算机【PartB 2号机通过SSH无法连接外网计算机】【分析】从图35可以知道，2号机通过SSH无法连接外网计算机，这说明规则中关于SSH的部分是错误的！3、修改规则中关于SSH的部分1）最开始我认为是相关INPUT和OUTPUT链中源端口和目的端口指定的问题，因此做了如下修改（如下图36所示）：【PartB 修改规则1】【分析】可是保存规则后再次试图通过SSH连接，仍然失败。2）之后我将相关INPUT和OUTPUT链中源端口和目的端口写在不同规则中，并保存IP-Table设置，然后试图让2号机通过SSH连接外网计算机，发现可以成功连接！ 【PartB 修改规则2，实现2号机通过SSH成功连接外网计算机】【分析】前两种规则都不正确的原因是：第一种规则所描述的条件不够完整，主要是源端口和目的端口的问题；第二种规则在INPUT和OUTPUT链中，都把源端口和目的端口同时写在同一条规则中，这构成的应该是“与”的关系，因此导致规则限定的条件太过苛刻，达不到实验的要求。4、修改规则后验证规则的有效性在之前的步骤中，我已经验证了ping相关规则的有效性，且实现了2号机通过SSH成功连接外网计算机。接下来需要验证外网计算机可以通过SSH连接2号机，且此规则可以阻断来自或者到达2号机的其他所有通信。1）验证外网计算机可以通过SSH连接2号机为了验证外网计算机可以通过SSH连接2号机，我需要在本机安装SSH的客户端，在此我选择安装的是Putty。我从网上下载了Putty软件的压缩包，解压后可直接使用。软件的主界面如下：【Putty软件的压缩包】双击“Session”，在界面右侧的“Host Name”中输入想要连接到的目的IP地址，即2号机中eth1的IP地址192.168.0.98，“Port”中输入SSH的端口22。然后单击选中“Default Settings”后，点击“Save”进行保存。之后点击Open，即进行外网计算机通过SSH连接2号机的过程。之后我们会看到弹出界面。用户名输入root，密码为ubuntu2的克隆的root用户的密码，然后我们可以看到连接到ubuntu的欢迎信息，这说明外网计算机可以通过SSH连接2号机！【PartB外网计算机可以通过SSH连接到2号机】【分析】综上可以验证，修改后的规则中关于SSH的部分是正确的！2）验证规则阻断来自或者到达2号机的其他所有通信我们不能对所有通信手段加以验证，在此只验证ftp通信。试图让外网计算机通过ftp连接到2号机，发现无法连接【PartB外网计算机无法通过ftp连接到2号机】之后试图让2号机通过ftp连接到外网计算机，发现同样无法连接【PartB 2号机无法通过ftp连接到外网计算机】【分析】这说明规则阻断了来自和到达2号机的ftp连接！综上可以验证出，Part B修改后的规则是正确的！七 实验Part C1、编写符合要求的规则1）清除Part B中filter表设置的规则清空Part B中filter表设置的规则（并没有清空nat表的设置），并且保存IP-Table的设置：【Part C清除Part B中filter表设置的规则】2）仅允许1号机（不允许3号机）向外网中的主机发起SSH通信根据IP-Table规则的说明以及编写PartA和PartB中规则的经验，编写符合要求的规则并保存【Part C规则设置】【分析】不同于之前所写的规则，在这里-s和-d之后都是一个固定的IP地址（即1号机的IP地址），而不是一个IP地址段。这是实验要求所决定的。2、验证规则是否正确有效1）验证：允许1号机向外网中的主机发起SSH通信在1号机（ubuntu2）中输入命令，试图使1号机向外网中的主机发起SSH通信，可以看到1号机成功连接到外网计算机：【Part C 1号机通过SSH成功连接到外网计算机】2）验证：不允许3号机向外网中的主机发起SSH通信3号机和1号机一样，都处于内网中，但二者的IP地址是不同的。因为在搭建实验环境时，没有设置3号机，所以可以通过修改1号机的IP地址达到模拟3号机的作用。修改1号机的IP地址为10.10.10.3，然后试图使1号机向外网中的主机发起SSH通信，发现无法连接：【Part C 3号机通过SSH不能连接到外网计算机】3）验证：阻断其他所有通信和PartB中的相关验证相同，我们不能对所有通信手段加以验证，在此只验证2号机（ubuntu2的克隆）不能通过SSH连接到外网计算机：【2号机通过SSH不能连接到外网计算机】【分析】这说明规则阻断了2号机和外网计算机之间的SSH通信！综上可以验证出，Part C中的规则是正确的！八 实验小结总的来说，这次实验算是很有意思的一次实验，对于我们而言，是收益颇丰的。通过本次实验我们小组三人不仅仅是认识并学习了IP-Table、SSH的相关理论知识，而且自己动手配置了实验环境（虽然是一项很耗时的工作，但是难度并不大）以及编写了IP-Table规则（当我们熟悉了固定格式和相关选项的用途之后，发现制定一个IP-Table规则其实是很简单的）。虽然实验过程中也是遇到过不少难题，但是我们不仅网上找解决方案，还询问过了09级的学长学姐，最终我们小组经过多次尝试之后总算是圆满完成了本次实验任务!