防火牆軟體Netfilter之NAT技術(轉)

防火牆軟體Netfilter之NAT技術(轉)[@more@]

本文件主要描述怎樣進行IP偽裝（masquerading）、透明代理（transparent proxying）、埠轉發（port forwarding）和其他形式的網路地址翻譯技術。

1． 什麼是網路地址翻譯NAT（Network Address Translation）？

當一個包在網路上傳輸時，從它的源地址（例如你自己的主機）到達目的地址（例如），中間經過很多節點和網路。這些節點通常不會改變你的包。他們僅僅轉發你的包。

如果一個節點執行NAT，他將會修改包的源或目的地址。通常這個節點會記住他怎樣修改了這個包，因此當相應的應答包從另一個方向到達時，他知道如何反向修改這個應答包。

2． 為什麼要使用NAT？

l 用modem上網

大多數的ISPs只給你提供一個IP地址。你可以以任何源地址發出包，但是隻有包含這個IP地址的包的應答包才會到達你的網路。如果你想使用多臺機器（比如有個自己的網路）利用這個IP地址上網。需要NAT。

這是NAT使用得最為常見的情況，在linux的世界裡稱為IP偽裝（masquerading）。又稱之為SNAT，因為你要改變包的源地址。

l Multiple Servers

有時候你想改變到達你的網路的包的去向。通常因為你只有一個IP地址，但是你又想使用者到達這個真實IP地址之後的各個機器。方法是修改這些包的目的地址，讓他們到達不同的機器。

還有就是用於負載均衡。這種型別的NAT在linux上叫做埠轉發（port-forwarding）。

l Transparent Proxying（透明代理）

透明代理是在你的網路和外部世界之間的程式，所有的進或出都要經過這個代理。之所以叫做“透明”，因為你的網路無需考慮他的存在。

例如，squid軟體能夠配置為透明代理。

3． 兩種型別的NAT

NAT有兩種型別：Source NAT（SNAT）和Destination NAT（DNAT）。

源NAT是指改變連線的第一個包的源地址。他是在路由之後做，即在包到達網線之前處理。IP偽裝屬於源NAT。

目的NAT是指改變連線的第一個包的目的地址。他是在路由之前做。埠轉發、負載均衡、透明代理都屬於目的NAT。

4． 僅僅需要IP偽裝

這是大多數使用者的要求。如果你有一個動態分配IP地址的PPP撥號連線，你僅僅想讓你的內部網路發出的包發生改變，就像是從這個PPP撥號所分配的IP地址所發出的。如下：

# Load the NAT module (this pulls in all the others).

modprobe iptable_nat

# In the NAT table (-t nat), Append a rule (-A) after routing

# (POSTROUTING) for all packets going out ppp0 (-o ppp0) which says to

# MASQUERADE the connection (-j MASQUERADE).

iptables -t nat -A POSTROUTING -o ppp0 -j MASQUERADE

# Turn on IP forwarding

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

這裡假設你沒有做包過濾。

5． 埠轉發

例如，要將1.2.3.4:8080變為192.168.1.1:80：

# Append a rule pre-routing (-A PREROUTING) to the NAT table (-t nat) that

# TCP packets (-p tcp) going to 1.2.3.4 (-d 1.2.3.4) port 8080 (--dport 8080)

# have their destination mapped (-j DNAT) to 192.168.1.1, port 80

# (--to 192.168.1.1:80).

iptables -A PREROUTING -t nat -p tcp -d 1.2.3.4 --dport 8080

-j DNAT --to 192.168.1.1:80

如果想讓本地網路的機器適用於上面的規則，例如，本地機telnet 1.2.3.4 8080，就轉變為telnet 192.168.1.1 80。可以在OUTPUT chain中插入規則：

iptables -A OUTPUT -t nat -p tcp -d 1.2.3.4 --dport 8080

-j DNAT --to 192.168.1.1:80

6． 控制NAT

你可以建立NAT規則來告訴核心改變哪些連線，以及怎麼改變。同樣，我們使用iptables工具。用選項“-t nat”來表示需要修改NAT表。

NAT表中包括3個chain：PREROUTING（用於目的NAT）、POSTROUTING（用於源NAT）、OUTPUT（用於本地產生的包的目的NAT）。如下圖：

_____ _____

/ /

PREROUTING --&gt[Routing ]-----------------&gtPOSTROUTING-----&gt

D-NAT/ [Decision] S-NAT/

| ^

| __|__

| /

| | OUTPUT|

| D-NAT/

| ^

| |

--------&gt Local Process ------

當一個包經過上圖時，檢查它屬於什麼樣的連線，如果是新連線，查詢NAT表決定做甚。

7． 使用iptables的簡單選項

如果iptables作為一個模組，那麼使用前需要insmod ip_tables。

最重要的選項是“-t”。對於所有的NAT操作，都需要-t nat。第二重要的是“-A”附加一條規則到chain的末尾；或者“-I”在開頭插入一條規則。

用選項“-s”和“-d”來描述源和目的地址。

用選項“-i”和“-o”表示in的介面和out的介面。

用選項“-p”表示協議，例如-p TCP。

用選項“--sport”和“--dport”表示源和目的埠。

8． 源NAT

源NAT將連線的源地址改變成不同的地址，他是在POSTROUTING chain中完成。這非常重要，因為路由、包過濾都是在源地址改變之前做的。所以並不影響。

源NAT用選項“-j SNAT”描述，用“--to-source”來描述IP地址、一個範圍的IP地址或者埠（僅僅用於TCP和UDP）。例如：

## Change source addresses to 1.2.3.4.

# iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j SNAT --to 1.2.3.4

## Change source addresses to 1.2.3.4, 1.2.3.5 or 1.2.3.6

# iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j SNAT --to 1.2.3.4-1.2.3.6

## Change source addresses to 1.2.3.4, ports 1-1023

# iptables -t nat -A POSTROUTING -p tcp -o eth0 -j SNAT --to 1.2.3.4:1-1023

特殊情況（IP偽裝）：

有一種特殊的源NAT叫masquerading（前面講過），僅僅用於撥號上網的情況（動態IP）。上面所講的是靜態IP。

在masquerading中不需要像上面那樣清楚表達，只需要指明正確的網路介面。例如：

## Masquerade everything out ppp0.

# iptables -t nat -A POSTROUTING -o ppp0 -j MASQUERADE

9． 目的NAT

目的NAT在PREROUTING chain中完成，對於本機的應用程式來說（包括routing、包過濾程式）都忽略目的地址的改變，認為到達真實的目的地址。需要用到“-i”選項。

目的NAT用“-j DNAT”來表示，用“--to-destination”選項來描述IP地址、IP地址的範圍或者埠。例如：

## Change destination addresses to 5.6.7.8

# iptables -t nat -A PREROUTING -i eth1 -j DNAT --to 5.6.7.8

## Change destination addresses to 5.6.7.8, 5.6.7.9 or 5.6.7.10.

# iptables -t nat -A PREROUTING -i eth1 -j DNAT --to 5.6.7.8-5.6.7.10

## Change destination addresses of web traffic to 5.6.7.8, port 8080.

# iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -i eth1

-j DNAT --to 5.6.7.8:8080

## Redirect local packets to 1.2.3.4 to loopback.

# iptables -t nat -A OUTPUT -d 1.2.3.4 -j DNAT --to 127.0.0.1

重定向：（Redirection）

目的地址的一個特例叫做重定向。相當於對進來的包作目的NAT，例如：

## Send incoming port-80 web traffic to our squid (transparent) proxy

# iptables -t nat -A PREROUTING -i eth1 -p tcp --dport 80

-j REDIRECT --to-port 3128

10．源NAT與路由

如果你做了源NAT，要注意路由器返回資訊時能不能找到你真正的機器。例如，你將自己機器發出的包的源地址改為1.2.3.4，這樣外部路由器將向你傳送應答包（目的地址是1.2.3.4）。怎樣到達你的機器？

如果你變化後的源地址是本地網路所用的地址，則不需要變化，直接返回到這個地址；

如果變化後是本地網路不用的地址，例如，你變成1.2.3.99，一個本地區域網未用的地址，網路地址1.2.3.0/24，則需要做ARP查詢，有一個簡單的方法是做IP alias，例如：

# ip address add 1.2.3.99 dev eth0

如果變成一個完全不同的地址（不屬於本地區域網），必須向路由器發出一條路由資訊或者手工加一條路由記錄。

11．目的NAT變目的地址到同一個網路

古典的例子內部的職工想訪問你的公共的web server，目的地址從公共地址（1.2.3.4）變成內部地址（192.168.1.1），執行：

# iptables -t nat -A PREROUTING -d 1.2.3.4

-p tcp --dport 80 -j DNAT --to 192.168.1.1

一種方法是執行一個內部的DNS server，他知道公共web server的地址，並且將其他的request請求轉發到外部的DNS server。另一個方法是將源地址對映到自己的連線上，讓web server的返回資訊透過他。執行：

# iptables -t nat -A POSTROUTING -d 192.168.1.1 -s 192.168.1.0/24

-p tcp --dport 80 -j SNAT --to 192.168.1.25