iptables的状态

　　问题：什么是iptable状态？

　　首先让我们看一下服务器/客户机的交互原理。服务器提供某特定功能的服务总是由特定的后台程序提供的。在TCP/IP网络中，常常把这个特定的服务绑定到特定的TCP或UDP端口。之后，该后台程序就不断地监听(listen)该端口，一旦接收到符合条件的客户端请求，该服务进行TCP握手后就同客户端建立一个连接，响应客户请求。与此同时，再产生一个该绑定的拷贝，继续监听客户端的请求。

　　举一个例子：假设网络中有一台服务器A(IP地址为1.1.1.1)提供WWW服务，另有客户机B(2.2.2.2)、C(3.3.3.3)。首先，服务器A运行提供WWW服务的后台程序(比如Apache)并且把该服务绑定到端口80，也就是说，在端口80进行监听。当B发起一个连接请求时,B将打开一个大于1024的连接端口(1024内为已定义端口),假设为1037。A在接收到请求后，用80端口与B建立连接以响应B的请求，同时产生一个80端口绑定的拷贝，继续监听客户端的请求。假如A又接收到C的连接请求(设连接请求端口为1071)，则A在与C建立连接的同时又产生一个80端口绑定的拷贝继续监听客户端的请求。如下所示，因为系统是以源地址、源端口、目的地址、目的端口来标识一个连接的，所以在这里每个连接都是唯一的。

　　服务器 客户端

　　连接1：1.1.1.1:80 <=> 2.2.2.2:1037

　　连接2：1.1.1.1:80 <=> 3.3.3.3:1071

　　从上边我们可以看出，每个网络连接包括以下信息：源地址、目的地址、源端口和目的端口，叫作套接字对(socket pairs);协议类型、连接状态(TCP协议)和超时时间等。iptable防火墙把这些信息叫作状态(stateful)，能够检测每个连接状态的防火墙叫作状态包过滤防火墙。它除了能够完成简单包过滤防火墙的包过滤工作外，还在自己的内存中维护一个跟踪连接状态的表，比简单包过滤防火墙具有更大的安全性。这连接跟踪的表是/proc/net/ip_conntrack(conntrack就是connection tracking 的首字母缩写)，能容纳多少记录是被一个变量控制的。默认值取决于你的内存大小，128MB可以包含8192条目录，256MB是16376条。你也可以在/proc/sys/net/ipv4/ip_conntrack_max里查看、设置。

　　注意：必须要加载ip_conntrack模块后才可以看到/proc/net/ip_conntrack表。可以用modprobe ip_conntrack来加载。

　　每一种特定的服务都有自己特定的端口，一般说来小于1024的端口多为服务器保留端口，这些端口分配给众所周知的服务(如WWW、FTP等等)，从512到1024的端口通常保留给特殊的UNIX TCP/IP应用程序，具体情况请参考/etc/services文件或RFC1700。

　　iptables中的状态检测功能是由state选项来实现iptable的。对这个选项，在iptables的手册页中有以下描述：

　　state

　　这个模块能够跟踪分组的连接状态(即状态检测)。

　　格式：--state XXXXX

　　这里，state是一个用逗号分割的列表，表示要匹配的连接状态。

　　在iptables中有四种状态：NEW，ESTABLISHED，RELATED，INVALID。

　　NEW，表示这个分组需要发起一个连接，或者说，分组对应的连接在两个方向上都没有进行过分组传输。NEW说明这个包是我们看到的第一个包。意思就是，这是conntrack模块看到的某个连接第一个包，它即将被匹配了。比如，我们看到一个SYN包，是我们所留意的连接的第一个包，就要匹配它。第一个包也可能不是SYN包，但它仍会被认为是NEW状态。比如一个特意发出的探测包，可能只有RST位，但仍然是NEW。

　　ESTABLISHED，表示分组对应的连接已经进行了双向的分组传输，也就是说连接已经建立，而且会继续匹配这个连接的包。处于ESTABLISHED状态的连接是非常容易理解的。只要发送并接到应答，连接就是ESTABLISHED的了。一个连接要从NEW变为ESTABLISHED，只需要接到应答包即可，不管这个包是发往防火墙的，还是要由防火墙转发的。ICMP的错误和重定向等信息包也被看作是ESTABLISHED，只要它们是我们所发出的信息的应答。

　　RELATED，表示分组要发起一个新的连接，但是这个连接和一个现有的连接有关，例如：FTP的数据传输连接和控制连接之间就是RELATED关系。RELATED是个比较麻烦的状态。当一个连接和某个已处于ESTABLISHED状态的连接有关系时，就被认为是RELATED的了。换句话说，一个连接要想是RELATED的，首先要有一个ESTABLISHED的连接。这个ESTABLISHED连接再产生一个主连接之外的连接，这个新的连接就是RELATED的了，当然前提是conntrack模块要能理解RELATED。ftp是个很好的例子，FTP-data连接就是和FTP-control有RELATED的。还有其他的例子，

　　INVAILD，表示分组对应的连接是未知的，说明数据包不能被识别属于哪个连接或没有任何状态。有几个原因可以产生这种情况，比如，内存溢出，收到不知属于哪个连接的ICMP错误信息。一般地，我们DROP这个状态的任何东西。

　　这些状态可以一起使用，以便匹配数据包。这可以使我们的防火墙非常强壮和有效。以前，我们经常打开1024以上的所有端口来放行应答的数据。现在，有了状态机制，就不需再这样了。因为我们可以只开放那些有应答数据的端口，其他的都可以关闭。这样就安全多了。

　　上一节：iptables的基础知识-防火墙的介绍。下一节：iptables中TCP的三次握手。

【编辑推荐】

IPtables防火墙使用技巧（超实用）

Linux下Iptables端口转发功能的解决

四种NAT的iptables实现