4. 状态机制
4.1. 概述
4.2. conntrack记录
4.3. 数据包在用户空间的状态
4.4. TCP 连接
4.5. UDP 连接
4.6. ICMP 连接
4.7. 缺省的连接操作
4.8. 复杂协议和连接跟踪
本章将详细介绍状态机制。通读本章,你会对状态机制是如何工作的有一个全面的了解。我们用一些例子来进行说明状态机制。实践出真知嘛。
状态机制是iptables中特殊的一部分,其实它不应该叫状态机制,因为它只是一种连接跟踪机制。但是,很多人都认可状态机制这个名字。文中我也或多或或少地用这个名字来表示和连接跟踪相同的意思。这不应该引起什么混乱的。连接跟踪可以让Netfilter知道某个特定连接的状态。运行连接跟踪的防火墙称作带有状态机制的防火墙,以下简称为状态防火墙。状态防火墙比非状态防火墙要安全,因为它允许我们编写更严密的规则。
在iptables里,包是和被跟踪连接的四种不同状态有关的。它们是NEW,ESTABLISHED,RELATED和INVALID。后面我们会深入地讨论每一个状态。使用--state匹配操作,我们能很容易地控制 “谁或什么能发起新的会话”。
所有在内核中由Netfilter的特定框架做的连接跟踪称作conntrack(译者注:就是connection tracking 的首字母缩写)。conntrack可以作为模块安装,也可以作为内核的一部分。大部分情况下,我们想要,也需要更详细的连接跟踪,这是相比于缺省的conntrack而言。也因为此,conntrack中有许多用来处理TCP, UDP或ICMP协议的部件。这些模块从数据包中提取详细的、唯一的信息,因此能保持对每一个数据流的跟踪。这些信息也告知conntrack流当前的状态。例如,UDP流一般由他们的目的地址、源地址、目的端口和源端口唯一确定。
在以前的内核里,我们可以打开或关闭重组功能。然而,自从iptables和Netfilter,尤其是连接跟踪被引入内核,这个选项就被取消了。因为没有包的重组,连接跟踪就不能正常工作。现在重组已经整合入 conntrack,并且在conntrack启动时自动启动。不要关闭重组功能,除非你要关闭连接跟踪。
除了本地产生的包由OUTPUT链处理外,所有连接跟踪都是在PREROUTING链里进行处理的,意思就是, iptables会在PREROUTING链里从新计算所有的状态。如果我们发送一个流的初始化包,状态就会在OUTPUT链里被设置为NEW,当我们收到回应的包时,状态就会在PREROUTING链里被设置为ESTABLISHED。如果第一个包不是本地产生的,那就会在PREROUTING链里被设置为NEW状态。综上,所有状态的改变和计算都是在nat表中的PREROUTING链和OUTPUT链里完成的。