Linux操作系统下NAT及防火墙的混合应用

主要讲述Linux系统下的NAT(网络地址转换)和基于NAT的防火墙技术。

　　首先由Linux系统的安装引入，着重介绍LINUX下的NAT的网络配置（服务端和客户端），以及防火墙配置原则。

　　其次，从理论上阐述，“什么是NAT”和网络上的攻击方法。
i0B4vK:f:O}#Tl!M(_0　　ITPUB个人空间-Ktf3`6jaZ1t/}
　　【引言】

　　LINUX凭借其稳定性、安全性和代码开放在这几年中，风靡全球；作为一种类UNIX系统，Linux正在互联网的各个层面得到应用，从科学计算到银行取款机，从网络web服务到高层的Oracle 数据库应用。都可以看到linux的影子。而由于Linux遵循于GPL协议（公共软件许可证），任何人可以得到并且修改它的源代码，所以他的安全性相较于其他的非开源系统来说要高的多；并且它可以从网络中免费下载。从这2点来说他非常适合用于网络信息闸（软路由或网关）和自制防火墙（事实上国内的硬件防火墙厂商都是用工业X86硬件和linux来做他们的产品，虽然那不是真正意义上的硬件防火墙）。现在学校过于注重对windows及其windows平台上的软件、开发工具的学习。但是学生们没有意识到，真正撑起这个互联网的正是UNIX系统；就从我对Linux的见解为大家展示UNIX系统的一角吧。

　　什么是NAT？
ux4wc)T!?a0　　
N6M4Ib.@0　　NAT英文全称是Network Address Translation，称是网络地址转换，它是一个IETF标准，允许一个机构（包括多个网络节点）以一个地址出现在Internet上。NAT将每个局域网节点的地址转换成一个IP地址，反之亦然。它也可以应用到防火墙技术里，把个别IP地址隐藏起来不被外界发现，使外界无法直接访问内部网络设备，同时，它还帮助网络可以超越地址的限制，合理地安排网络中的公有Internet 地址和私有IP地址 的使用。ITPUB个人空间!xY yPO _GA ?
　　
A~L1_1zf0\g0　　为什么要进行NAT

　　假设校园网提供园区Internet接入服务，为了方便管理，校园网络中心分配给园区用户的IP地址都是伪IP（内部IP），但是部分用户要求建立自己的WWW服务器对外发布信息，这时候我们就可以通过NAT来提供这种服务了。我们可以在防火墙的外部网卡上绑定多个合法IP地址或端口，然后通过NAT技术使发给其中某一个IP地址的包转发至内部某一用户的WWW服务器上，然后再将该内部WWW服务器响应包伪装成该合法IP发出的包。ITPUB个人空间|0q5k[J.j1W
　　
k!QGf2^SwC |0　　实验环境介绍

　　本文所有到的实验环境如下：

　　LINUX系统主机一台（服务端）：双网卡 REDHAT 9.0 主机名：hostITPUB个人空间@B9P@g
　　WINDOWS 98 系统主机一台(客户端)：单网卡　　　　主机名：test　　　　ITPUB个人空间y]\5j\
　　联想D-link 8口 10M/100M交换机一个ITPUB个人空间 m6mj@rn#qY{
　　
]hU'iI'f|0　　【正文】

　　网络的拓朴结构：
pbY \~ q0　　
{ eZO9h1I0　　ITPUB个人空间Ev!g&N@%K;wpG
　　
Q,|&kh3GrZd{R0　　一、 RED HAT 9.0 安装和注意点

　　Linux是一个独立的操作系统，所以不能在其他操作系统下进行安装，他有自己的启动方式，可以采用以下两种方法进行安装。

　　● 从CD-ROM进行安装
Sbjg6_0~*?0　　● 从FTP服务器进行安装

　　由于Linux系统安装（第一种方法），有随机参考手册，难度不大，所以我们着重介绍从ftp安装。

　　在安装之前制作启动盘：

　　1． 在windows操作系统下将安装盘放入光驱；
iTh"X:xw5P |0　　2． 运行　ｅ:\dosutils\rawrite.exe(e盘为光驱)ITPUB个人空间:b2r(}8G!_F-T2O9B1a
　　3． 在运行后的界面中输入e:\images\bootnet.img
iBz6N4?jw;A6H*I0　　4． 指定目标盘，输入用户软盘盘符：aITPUB个人空间\#Vcd0[8D[%b K0e
　　这样一张安装程序的启动盘就建好了。
^
NF+a+]i0　　　
*L|*C`)^0　　用软盘引导计算机，进入蓝色界面后，输入ＦＴＰ服务器地址和ftp上的用户名及口令就可以下在安装了。

　　RED HAT 9.0安装界面为中文，安装中文说明基本可以完成系统定制，在此要强调的是，分区的时候，/swap（交换分区）大小要是内存大小的2倍；既然是作nat网关，要把/var（日志分区）单分出来，并且不要少于500M，有充裕的空间存储日志，也为将来将来系统故障或受到攻击做到有据可查。
0[9_ C4gU2c0a.aD0　　
lD9lE/a3E0　　二．LINUX的网络设置和nat原理

　　2.1网络设置

　　我们把linux系统安装完后，整个设置平台算是搭建完毕，但是还要设置网络；设置网络之前，或者说让linux上网前，应该把和这台服务器应该起到作用的无关服务关掉。

　　可以在命令行下敲入setup回车，会出现一个文本菜单，里面有“系统服务”一项，直接用空格键取消服务前面的勾然后重新启动系统就行了。
LM Kr&s%u{0　　假如是UNIX的熟练用户，可以在取消服务后，不用重新启动，在命令行行打入psaux

　　会显示现在在后台运行的所有服务，看到要杀死的进程后，打入

　　kill -9ITPUB个人空间1KdP\&WVka t
　　（-9代表强制杀掉进程）杀死进程。
)X#r9tYTM4n+y0　　然后进入/etc/sysconfig/network-scripts/目录ITPUB个人空间}`s-j+y
　　viifcfg-eth0会出现以下内容
#A4IO ~;[B1M!k0　　device=eth0
cJq0u1aa,jY0T%X0　　onboot=yes
oMBJLkP0　　bootproto=none
?)p8^E^K@f0　　IPADDR=192.168.0.1 #(内网网卡IP)
*F$~ s-|&i0　　netmask=255.255.255．0
S5N xX%[0　　TYPE=ETHERNETITPUB个人空间rg?4\}8z
　　USERCTL=NOITPUB个人空间O#Ro ?&g
　　PEERDNS=NOITPUB个人空间m!T.woY7Ng
　　NETWORK=192.168.0.0（网络号）ITPUB个人空间 vE
t2OT
　　Broadcast＝192.168.0.255（广播号）ITPUB个人空间7B4z~mD']*A|
　　上面的设置的意思是：eth0对内的内网网卡,ip地址为192.168.0.1，子网掩码为：255.255.255.0；ITPUB个人空间3i'~ J3|/tFK7^*tC
　　
-Nev/ur7KO0　　viifcfg－eth1会出现以下内容ITPUB个人空间)` Y8b%ZB
　　device＝eth1
-Ocn^a(K'r0　　onboot＝yesITPUB个人空间.I5Q!x*C4O7P u.s
　　bootproto＝noneITPUB个人空间}bAuUX
　　IPADDR=202.204.208.5 #(外网网卡IP)

S-A!e'{p a ~0　　netmask=255.255.255．128
i,M5v^%B!tB0`0　　TYPE=ETHERNETITPUB个人空间9@k#_^@r@-iO
　　USERCTL=NO
{OHx'f xE3`S0　　PEERDNS=NO
{8m0A Z;M)_2Vz;Im0　　NETWORK＝202.204.208.0（网络号）
7@.W']-b p^0P#R0　　Broadcast＝202.204.208.127（广播号）
i5H;Y-z2k q9OD8P?0　　上面的设置的意思是：eth1是对外的外网网卡,ip地址为202.204.208.5。ITPUB个人空间mP8E7CyZKri({$l
　　网卡的设置就完成了
(y0j/DR
v0　　ITPUB个人空间!W;K u.jJ`%t6C
　　加入nat客户端ip和名称ITPUB个人空间C4a3H+Rt
　　vi /etc/hosts
q{ wf"Y gC1V0　　格式为：
:V.n k(^I)A8^6k T0　　ip地址 主机名
8\o-u P*f0z0　　127.0.0.1 hostITPUB个人空间*w'JK)jR2nb:q{ ]
　　ITPUB个人空间3q.G?6l6s%U
　　指定内网网关
NW b-Ro^oN#R]0　　vi /etc/sysconfig/network

O-h2U@4rs6z+I0　　gateway=202.204.208.7 #(网关地址，假如服务端的外网为拨号，就不要指定)
;x Km0PCI*V0　　
%R$E)[{e7w/uhB-} z0　　设置DNS服务器ITPUB个人空间/s"YH%Zy'b7s
　　vi /etc/resolv.conf
D)Qp(T9y `k(I)Gf2K#N0　　格式为ITPUB个人空间sf%Z KjvwU
　　nameserver ip地址ITPUB个人空间8v:o6G^+]
　　nameserver 202.106.196.115ITPUB个人空间,t@E7Rv#xV-m
　　都设置好后，从新启动系统，在命令行下打入
+h$Y.l)AM-[1Y'A0　　route -a #察看路由表，看一下默认网关是否为202.204.208.7
(oBr2xEwFJ0　　假如是的话，服务端的网络配置就已经全部完成。ITPUB个人空间 hLZ(]:P
　　
+~0SD,kZ#uK
{0　　下面是客户端的网络配置
h9})k)qd-o t0　　因为是win 98系统，所以只给出配置参数，配置方法略
+b)\cEZ| K~0　　ip地址为192.168.0.2
X1wpl2iI@&UJ ^{0　　子网掩码:255.255.255.0
\$IR+L}a0　　域名服务器：202.106.196.115ITPUB个人空间,_3R[ }Cv
　　网关：192.168.0.1ITPUB个人空间|sp5sK5T&NW2P~
　　全部网络设置完成ITPUB个人空间cE5t-hV dg
　　
['qidmRv0　　2．2 NAT原理

　　2.2.1在进入NAT设置之前，我们要先讨论一下NAT的工作原理

　　在引言部分，我们已经提到了一个NAT应用实例，从这个实例中可以看出NAT和防火墙是一体的，换句话说，NAT就是防火墙。NAT对防火墙来说是子集的关系。

　　在本节，我们会深入讨论NAT的原理部分，为了更清晰的认识NAT,我们借用INTERNET标准化组织发布的RFC3022文档的部分内容。

　　NAT有三种类型：静态NAT(Static NAT)、网络地址端口转换DNAT（destination- NAT）、动态地址NAT(Pooled NAT)。我们主要讨论前面２种nat．

　　静态nat解决问题的办法是：在内部网络中使用内部地址，通过NAT把内部地址翻译成合法的IP地址在Internet上使用，其具体的做法是把IP包内的地址域用合法的IP地址来替换。NAT设备维护一个状态表（路由表，所以也称NAT为软路由），用来把非法的IP地址映射到合法的IP地址上去。每个包在NAT设备中都被翻译成正确的IP地址，发往下一级，这意味着给处理器带来了一定的负担。但对于一般的网络来说，这种负担是微不足道的。

　　网络地址端口转换NAT,也叫做反向NAT,他解决问题的方法是：在内部网络中，使用内部地址的计算机开设了网络服务（80，21等），当外部ip想访问这些服务时，NAT网关把外部访问ip翻译成内部ip,也就是说，把内部开设的服务，映射到一个合法的ip和端口上，已供外部访问。

　　假如想进一步了解他的工作原理，NAT其实就是一种IP包欺诈，也可以说是对IP报头的修改，请看下表

　　4位版本
.e}%J!UbG0　　4位首部长度
z@Up-r0　　8位服务类型
9GR)H ]T0　　16位总长度（字节数）
&?9M.\e|S%uW]0　　16位标识ITPUB个人空间q(`M SP^
　　3位标志ITPUB个人空间+c4R2m`+V?m:nH
　　13位片偏移
$w{'`L#]c+C%@H7C]ww0　　8位生存时间（ttl）ITPUB个人空间&ypc7m`
　　8位协议
"uC
Y6x~8v4KSj9N,]0　　16位首部校验和
OJt2} _ M2Q+A5g0　　32位源ip地址ITPUB个人空间 cz7Wf
E(nUKO
　　32位目的ip地址ITPUB个人空间/PE6Nm%_0s)Ihx
　　其他选项ITPUB个人空间"D[z E6TV8SY
　　携带数据ITPUB个人空间2@:\5`C1C t
　　IP数据包格式和报头中的各字段

　　NAT网关（外202.204.208.5；内192.168.0.1）收到本地局域网内的客户机（192.168.0.2），发来的ip数据，先判断是否是本地子网中发来的，假如通过，则按照她的目的ip地址查找本地路由表进行转发，NAT在包被继续向前送出之前转换32位源地址192.168.0.1成202.204.208.5。相应的，IP包往回传时依据相同的地址进行转换。

　　2.2.2 NAT设置

　　我们知道了NAT的原理，就可以进行NAT的配置了，我们前面说过了NAT就是防火墙，在RED HAT9.0下自带防火墙 IPTABLS

　　我们在做好网络设置后，假如要实现客户端（win98）通过服务端上网（静态NAT），可以在命令行下直接打入

　　iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth1 -j SNAT - to 202.204.208.5

　　说明：ITPUB个人空间]GCu8y&F!|9b
　　-t nat : 调用nat表，调用这个表说明遇到了产生新的连接的包。ITPUB个人空间HU bgk%M2~V
　　-A ：该命令将一条规则附加到链的末尾。
T?+{KIw o#O0　　POSTROUTING：指定正当信息包打算离开防火墙时改变它们的规则。ITPUB个人空间F;q-`2URFon(N+m
　　-o eth1：输出接口为ETH1
$} C W0j#X"B0　　-j SNAT：跳转，也叫触发条件，当满足Snat规则是便发生跳转
-Y&o;J%l$}.\wQ0　　整条语句的意思为：　当防火墙遇到产生新的连接的包，则在他要离开防火墙时改变他的源ip为202.204.208.5并且从ETH1出口送出。
&w;V5d4O*u[:Q+B0　　
~lp } _0　　nat的规则指定完成后，还要打开IP转发功能：
J-A1`5Za"A2P{G;u0　　echo 1 > /proc/sys/net/ipv