1.go-iptables功能与源码详解

go-iptables功能与源码详解

       介绍iptables之前我们先搬出他的父亲netfilter，netfilter是基于 Linux 2.4.x或更新的内核，提供了一系列报文处理的能力（过滤+改包+连接跟踪），具体来讲可以包含以下几个功能：

       其实说白了，netfilter就是操作系统实现了网络防火墙的能力（连接跟踪+过滤+改包），而iptables就是erp 看板 源码用户态操作内核中防火墙能力的命令行工具，位于用户空间。快问快答，为啥计算机系统需要内核态和用户态（狗头）。

       既然netfilter是对报文进行处理，那么我们就应该先了解一下内核是如何进行收发包的，发生报文大致流程如下：

       netfilter框架就是作用于网络层中，在一些关键的报文收发处理路径上，加一些hook点，可以认为是一个个检查点，有的在主机外报文进入的位置（PREROUTING ），有的在经过路由发觉要进入本机用户态处理之前（INPUT ），有的八哥源码在用户态处理完成后发出的地方（OUTPUT ），有的在报文经过路由并且发觉不是本机决定转发走的位置（FOWARD ），有的在路由转发之后出口的位置（POSTROUTING ），每个检查点有不同的规则集合，这些规则会有一定的优先级顺序，如果报文达到匹配条件（五元组之类的）且优先级最高的规则（序号越小优先级越高），内核会执行规则对应的动作，比如说拒绝，放行，记录日志，丢弃。

       最后总结如下图所示，里面包含了netfilter框架中，报文在网络层先后经过的一些hook点：

       报文转发视角：

       iptables命令行工具管理视角：

       规则种类：

       流入本机路径：

       经过本机路径：

       流出本机路径：

       由上一章节我们已经知道了iptables是用户态的命令行工具，目的就是为了方便我们在各个检查点增删改查不同种类的规则，命令的格式大致如下，简单理解就是针对具体的哪些流（五元组+某些特定协议还会有更细分的匹配条件，比如说只针对tcp syn报文）进行怎样的见红指标源码动作（端口ip转换或者阻拦放行）：

       2.1 最基本的增删改查

       增删改查的命令，我们以最常用的filter规则为例，就是最基本的防火墙过滤功能，实验环境我先准备了一个centos7的docker跑起来（docker好啊，实验完了直接删掉，不伤害本机），并通过iptables配置一些命令，然后通过主机向该docker发生ping包，测试增删改查的filter规则是否生效。

       1.查询

       如果有规则会把他的序号显示出来，后面插入或者删除可以用 iptables -nvL -t filter --line​

       可以看出filter规则可以挂载在INPUT，FORWARD，OUTPUT检查点上，并且兜底的规则都是ACCEPT，也就是没有匹配到其他规则就全部放行，这个兜底规则是可以修改的。 我们通过ifconfig查看出docker的ip，然后主机去ping一波：​

       然后再去查一下，陪玩源码开发会发现 packets, bytes ---> 对应规则匹配到的报文的个数/字节数：

       2. 新增+删除 新增一条拒绝的报文，我们直接把docker0网关ip给禁了，这样就无法通过主机ping通docker容器了（如果有疑问，下面有解答，会涉及docker的一些小姿势）： iptables -I INPUT -s ..0.1 -j DROP （-I不指定序号的话就是头插） iptables -t filter -D INPUT 1​

       可见已经生效了，拦截了ping包，随后我删除了这条规则，又能够ping通了

       3. 修改 通过-R可以进行规则修改，但能修改的部分比较少，只能改action，所以我的建议是先通过编号删除规则，再在原编号位置添加一条规则。

       4. 持久化 当我们对规则进行了修改以后，如果想要修改永久生效，必须使用service iptables save保存规则，当然，如果你误操作了规则，手游源码寄售但是并没有保存，那么使用service iptables restart命令重启iptables以后，规则会再次回到上次保存/etc/sysconfig/iptables文件时的模样。

       再使用service iptables save命令保存iptables规则

       5. 自定义链 我们可以创建自己的规则集，这样统一管理会非常方便，比如说，我现在要创建一系列的web服务相关的规则集，但我查询一波INPUT链一看，妈哎，条规则，这条规则有针对mail服务的，有针对sshd服务的，有针对私网IP的，有针对公网IP的，我这看一遍下来头都大了，所以就产生了一个非常合理的需求，就是我能不能创建自己的规则集，然后让这些检查点引用，答案是可以的： iptables -t filter -N MY_WEB

       iptables -t filter -I INPUT -p tcp --dport -j MY_WEB

       这就相当于tcp目的端口的报文会被送入到MY_WEB规则集中进行匹配了，后面有陆续新规则进行增删时，完全可以只针对MY_WEB进行维护。 还有不少命令，详见这位大佬的总结：

       回过头来，讲一个关于docker的小知识点，就是容器和如何通过主机通讯的？

       这就是veth-pair技术，一端连接彼此，一端连接协议栈，evth—pair 充当一个桥梁，连接各种虚拟网络设备的。

       我们在容器内和主机敲一下ifconfig：

       看到了吧，容器内的eth0和主机的vetha9就是成对出现的，然后各个主机的虚拟网卡通过docker0互联，也实现了容器间的通信，大致如下：

       我们抓个包看一哈：

       可以看出都是通过docker0网关转发的：

       最后引用一波 朱老板总结的常用套路，作为本章结尾：

       1、规则的顺序非常重要。

       如果报文已经被前面的规则匹配到，IPTABLES则会对报文执行对应的动作，通常是ACCEPT或者REJECT，报文被放行或拒绝以后，即使后面的规则也能匹配到刚才放行或拒绝的报文，也没有机会再对报文执行相应的动作了（前面规则的动作为LOG时除外），所以，针对相同服务的规则，更严格的规则应该放在前面。

       2、当规则中有多个匹配条件时，条件之间默认存在“与”的关系。

       如果一条规则中包含了多个匹配条件，那么报文必须同时满足这个规则中的所有匹配条件，报文才能被这条规则匹配到。

       3、在不考虑1的情况下，应该将更容易被匹配到的规则放置在前面。

       4、当IPTABLES所在主机作为网络防火墙时，在配置规则时，应着重考虑方向性，双向都要考虑，从外到内，从内到外。

       5、在配置IPTABLES白名单时，往往会将链的默认策略设置为ACCEPT，通过在链的最后设置REJECT规则实现白名单机制，而不是将链的默认策略设置为DROP，如果将链的默认策略设置为DROP，当链中的规则被清空时，管理员的请求也将会被DROP掉。

       3. go-iptables安装

       go-iptables是组件库，直接一波import " github.com/coreos/go-ip..."​，然后go mod tidy一番，就准备兴致冲冲的跑一波自带的测试用例集，没想到上来就是4个error:

       这还了得，我直接去go-iptables的仓库issue上瞅瞅有没有同道中人，果然发现一个类似问题：

       虽然都是test failures，但是错的原因是不一样的，但是看他的版本是1.8的，所以我怀疑是我的iptables的版本太老了，一个iptables -v看一眼：

       直接用yum update好像不能升级，yum search也没看到最新版本，看来只能下载iptables源码自己编译了，一套连招先打出来：

       不出意外的话，那就得出点意外了：

       那就继续下载源码安装吧，然后发现libmnl 又依赖libnftnl ，所以直接一波大招，netfilter全家桶全安装：

       Finally，再跑一次测试用例就成功了，下面就可以愉快的阅读源码了：

       4. 如何使用go-iptables

       5. go-iptables源码分析

       关键结构体IPTables

       初始化函数func New(opts ...option) (*IPTables, error) ，流程如下：

       几个重要函数的实现：

       其他好像也米有什么，这里面就主要介绍一下，他的命令行执行是怎么实现的：

       6. Reference