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42.2. 从 iptables 迁移到 nftables

如果您的防火墙配置仍然使用 iptables 规则，则您可以将 iptables 规则迁移到 nftables。

42.2.1. 使用 firewalld、nftables 或者 iptables 时
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在 RHEL 8 中，您可以根据您的情况使用以下数据包过滤工具：

  • firewalld ：firewalld 工具简化了常见用例的防火墙配置。
  • nftables ：使用 nftables 工具来设置复杂和性能关键的防火墙，如用于整个网络。
  • iptables ：Red Hat Enterprise Linux 上的 iptables 工具使用 nf_tables 内核 API 而不是 传统的 后端。nf_tables API 提供了向后兼容性，以便使用 iptables 命令的脚本仍可在 Red Hat Enterprise Linux 上工作。对于新的防火墙脚本，请使用 nftables。
重要

要防止不同的与防火墙相关的服务(firewalld、nftables 或 iptables)相互影响，请在 RHEL 主机上仅运行其中一个服务，并禁用其他服务。

42.2.2. nftables 框架中的概念
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与 iptables 框架相比，nftables 提供了更现代化、更高效且更灵活的替代方案。与 iptables 相比，nftables 框架提供了高级功能和改进，从而简化了规则管理，并增强了性能。这使得 nftables 成为复杂和高性能网络环境的一种现代替代方案。

表和命名空间
在 nftables 中，表代表组织单元或命名空间，其将相关的防火墙链、集合、流表和其他对象分组在一起。在 nftables 中，表提供了一种更灵活的方法来构建防火墙规则和相关组件。在 iptables 中，表被更严格地定义，并具有特定用途。
表系列
nftables 中的每个表都与特定的系列(ip、ip6、inet、arp、bridge 或 netdev)关联。此关联决定了表可以处理哪些数据包。例如，ip 系列中的一个表只处理 IPv4 数据包。另一方面，inet 是表系列的一个特例。它提供了一个跨协议的统一方法，因为 IPv4 数据包和 IPv6 数据包它都可以处理。特殊表系列的另一种情况是 netdev，因为它用于直接应用到网络设备的规则，从而在设备级别上启用过滤。
基本链

nftables 中的基本链是数据包处理管道中高度可配置的入口点，允许用户指定以下内容：

  • 链的类型，如 "filter"
  • 数据包处理路径中的钩子点，例如 "input", "output", "forward"
  • 链的优先级

通过这种灵活性，可以精确控制规则在通过网络堆栈时何时及如何应用到数据包。链的一种特殊情况是 route 链，其用于根据数据包头，影响内核所做的路由决策。

用于规则处理的虚拟机

nftables 框架使用一个内部虚拟机来处理规则。此虚拟机执行与汇编语言操作类似的指令（将数据加载到寄存器，执行比较等）。这种机制可以实现高度灵活和有效的规则处理。

nftables 中的增强功能可以作为该虚拟机的新指令引入。这通常需要一个新的内核模块，以及对 libnftnl 库和 nft 命令行工具的更新。

或者，您可以通过将现有指令以一种创新的方式结合来引进新功能，而无需进行内核修改。nftables 规则的语法反映了底层虚拟机的灵活性。例如，如果 TCP 目的地端口为 22，规则 meta mark set tcp dport map { 22: 1, 80: 2 } 将数据包的防火墙标记设置为 1 ，如果端口为 80，则设置为 2。这展示了如何简洁地表达复杂的逻辑。

复杂的过滤和判决图

nftables 框架集成并扩展了 ipset 工具的功能，其在 iptables 中用于对 IP 地址、端口、其他数据类型、最重要的是其中的组合进行批量匹配。此集成使您更容易直接管理 nftables 中的大型和动态的数据集。接下来，nftables 原生支持根据任何数据类型的多个值或范围匹配数据包，这增强了其处理复杂过滤要求的能力。使用 nftables，您可以操作数据包中的任何字段。

在 nftables 中，集合可以是命名的或匿名的。命名的集合可被多个规则引用和动态修改。匿名集合在规则内被内联定义，并且是不可变的。集合可以包含是不同类型组合的元素，如 IP 地址和端口号对。此功能在匹配复杂标准方面提供了更大的灵活性。要管理集合，内核可以根据特定要求（性能、内存效率等）选择最合适的后端。集合也可以作为具有键值对的映射。值部分可用作数据点（写入数据包头的值），或者作为要跳到的判决或链。这可启用复杂和动态的规则行为，称为"判决映射"。

灵活的规则格式

nftables 规则的结构非常简单。条件和操作从左到右顺序应用。这种直观的格式简化了规则创建和故障排除。

规则中的条件在逻辑上连接（使用 AND 运算符）在一起，这意味着要使规则匹配，所有条件都必须被评估为 "true" 。如果有任何条件失败，评估将移到下一个规则。

nftables 中的操作可以是最终的操作，如 drop 或 accept，这停止对数据包的进一步规则处理。非终端操作，如 counter log meta mark set 0x3，执行特定的任务（计算数据包、日志记录、设置标记等），但允许评估后续规则。

42.2.3. 弃用的 iptables 框架中的概念
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与主动维护的 nftables 框架类似，弃用的 iptables 框架使您能够执行各种数据包过滤任务、日志记录和审计、与 NAT 相关的配置任务等。

iptables 框架由多个表组成，其中每个表都为特定目的而设计：

filter
默认表确保常规数据包过滤
nat
对于网络地址转换(NAT)，包括更改数据包的源和目标地址
mangle
对于特定的数据包更改，您可以为高级路由决策对数据包标头进行修改
raw
对于需要在连接跟踪之前发生的配置

这些表作为单独的内核模块实现，其中每个表都提供一组固定的内置链，如 INPUT、OUTPUT 和 FORWARD。链是针对其评估数据包的规则的序列。这些将钩住内核中数据包处理流中的特定点。链在不同的表中有相同的名称，但它们的执行顺序由各自的钩子优先级决定。优先级由内核在内部管理，以确保规则以正确的顺序应用。

最初，iptables 被设计为处理 IPv4 流量。但是，随着 IPv6 协议的出现，需要引入 ip6tables 工具来提供可比较功能（如 iptables），并使用户能够创建和管理用于 IPv6 数据包的防火墙规则。使用相同的逻辑，创建 arptables 工具是为了处理地址解析协议(ARP)，开发 ebtables 工具是为了处理以太网桥接帧。这些工具确保您可以在各种网络协议中应用 iptables 的数据包过滤功能，并提供全面的网络覆盖。

要增强 iptables 的功能，开始开发扩展。功能扩展通常作为与用户空间动态共享对象(DSO)配对的内核模块实现。扩展引入了"匹配"和"目标"，您可以在防火墙规则中使用它们来执行更复杂的操作。扩展可以启用复杂的匹配和目标。例如，您可以匹配或操作特定的第 4 层协议标头值，执行速率限制、强制配额等。某些扩展旨在解决默认 iptables 语法中的限制，如"多端口"匹配扩展。此扩展允许单个规则匹配多个非连续端口，以简化规则定义，从而减少所需的单个规则的数量。

ipset 是 iptables 的一种特殊的功能扩展。这是一个内核级别的数据结构，它与 iptables 一起使用来创建 IP 地址、端口号和其他与网络有关的您可以匹配数据包的元素的集合。这些集合可显著简化、优化并加快编写和管理防火墙规则的过程。

使用 iptables-restore-translate 和 ip6tables-restore-translate 实用程序将 iptables 和 ip6tables 规则集转换为 nftables。

先决条件

  • 已安装 nftables 和 iptables 软件包。
  • 系统配置了 iptables 和 ip6tables 规则。

流程

  1. 将 iptables 和 ip6tables 规则写入一个文件： 

    # iptables-save >/root/iptables.dump
# ip6tables-save >/root/ip6tables.dump
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  2. 将转储文件转换为 nftables 指令： 

    # iptables-restore-translate -f /root/iptables.dump > /etc/nftables/ruleset-migrated-from-iptables.nft
# ip6tables-restore-translate -f /root/ip6tables.dump > /etc/nftables/ruleset-migrated-from-ip6tables.nft
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  3. 检查，如果需要，手动更新生成的 nftables 规则。

  4. 要启用 nftables 服务来加载生成的文件，请在 /etc/sysconfig/nftables.conf 文件中添加以下内容： 

    include "/etc/nftables/ruleset-migrated-from-iptables.nft"
include "/etc/nftables/ruleset-migrated-from-ip6tables.nft"
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  5. 停止并禁用 iptables 服务： 

    # systemctl disable --now iptables
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    如果您使用自定义脚本加载 iptables 规则，请确保脚本不再自动启动并重新引导以刷新所有表。

  6. 启用并启动 nftables 服务： 

    # systemctl enable --now nftables
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验证

  • 显示 nftables 规则集： 

    # nft list ruleset
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Red Hat Enterprise Linux 提供了 iptables-translate 和 ip6tables-translate 工具来将 iptables 或 ip6tables 规则转换为与 nftables 相等的规则。

前提条件

  • 已安装 nftables 软件包。

流程

  • 使用 iptables-translate 或 ip6tables-translate 程序而不是 iptables 或 ip6tables 显示对应的 nftables 规则，例如： 

    # iptables-translate -A INPUT -s 192.0.2.0/24 -j ACCEPT
nft add rule ip filter INPUT ip saddr 192.0.2.0/24 counter accept
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    请注意，一些扩展可能缺少响应的转换支持。在这些情况下，实用程序会输出以 # 符号为前缀的未转换规则，例如： 

    # iptables-translate -A INPUT -j CHECKSUM --checksum-fill
nft # -A INPUT -j CHECKSUM --checksum-fill
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42.2.6. 常见的 iptables 和 nftables 命令的比较
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以下是常见 iptables 和 nftables 命令的比较：

  • 列出所有规则：

    Expand
    iptablesnftables

    iptables-save

    nft list ruleset

  • 列出某个表和链：

    Expand
    iptablesnftables

    iptables -L

    nft list table ip filter

    iptables -L INPUT

    nft list chain ip filter INPUT

    iptables -t nat -L PREROUTING

    nft list chain ip nat PREROUTING

    nft 命令不会预先创建表和链。只有当用户手动创建它们时它们才会存在。

    列出 firewalld 生成的规则： 

    # nft list table inet firewalld
# nft list table ip firewalld
# nft list table ip6 firewalld
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