3.1. 概述
当数据包到达防火墙时，如果MAC地址符合，就会由内核里相应的驱动程序接收，然后会经过一系列操作，从而决定是发送给本地的程序，还是转发给其他机子，还是其他的什么。
我们先来看一个以本地为目的的数据包，它要经过以下步骤才能到达要接收它的程序：
下文中有个词mangle，我实在没想到什么合适的词来表达这个意思，只因为我的英语太差！我只能把我理解的写出来。这个词表达的意思是，会对数据包的一些传输特性进行修改，在mangle表中允许的操作是 TOS、TTL、MARK。也就是说，今后只要我们见到这个词能理解它的作用就行了。
Table 3-1. 以本地为目标（就是我们自己的机子了）的包
Step（步骤） Table（表） Chain（链） Comment（注释）
1 在线路上传输(比如，Internet)
2 进入接口 (比如， eth0)
3 mangle PREROUTING 这个链用来mangle数据包，比如改变TOS等
4 nat PREROUTING 这个链主要用来做DNAT。不要在这个链做过虑操作，因为某些情况下包会溜过去。
5 路由判断，比如，包是发往本地的，还是要转发的。
6 mangle INPUT 在路由之后，被送往本地程序之前，mangle数据包。
7 filter INPUT 所有以本地为目的的包都要经过这个链，不管它们从哪儿来，对这些包的过滤条件就设在这里。
8 到达本地程序了(比如，服务程序或客户程序)
注意，相比以前（译者注：就是指ipchain）现在数据包是由INPUT链过，而不是FORWARD链。这样更符合逻辑。刚看上去可能不太好理解，但仔细想想就会恍然大悟的。
现在我们来看看源地址是本地器的包要经过哪些步骤：
Table 3-2. 以本地为源的包
Step Table Chain Comment
1 本地程序（比如，服务程序或客户程序）
2 路由判断，要使用源地址，外出接口，还有其他一些信息。
3 mangle OUTPUT 在这儿可以mangle包。建议不要在这儿做过滤，可能有副作用哦。
4 nat OUTPUT 这个链对从防火墙本身发出的包进行DNAT操作。
5 filter OUTPUT 对本地发出的包过滤。
6 mangle POSTROUTING 这条链主要在包DNAT之后(译者注：作者把这一次DNAT称作实际的路由，虽然在前面有一次路由。对于本地的包，一旦它被生成，就必须经过路由代码的处理，但这个包具体到哪儿去，要由NAT代码处理之后才能确定。所以把这称作实际的路由。)，离开本地之前，对包 mangle。有两种包会经过这里，防火墙所在机子本身产生的包，还有被转发的包。
7 nat POSTROUTING 在这里做SNAT。但不要在这里做过滤，因为有副作用，而且有些包是会溜过去的，即使你用了DROP策略。
8 离开接口(比如： eth0)
9 在线路上传输(比如，Internet)
在这个例子中，我们假设一个包的目的是另一个网络中的一台机子。让我们来看看这个包的旅程：
Table 3-3. 被转发的包
Step Table Chain Comment
1 在线路上传输(比如，Internet)
2 进入接口（比如， eth0）
3 mangle PREROUTING mangle数据包，，比如改变TOS等。
4 nat PREROUTING 这个链主要用来做DNAT。不要在这个链做过虑操作，因为某些情况下包会溜过去。稍后会做SNAT。
5 路由判断，比如，包是发往本地的，还是要转发的。
6 mangle FORWARD 包继续被发送至mangle表的FORWARD链，这是非常特殊的情况才会用到的。在这里，包被mangle（还记得mangle的意思吗）。这次 mangle发生在最初的路由判断之后，在最后一次更改包的目的之前（译者注：就是下面的FORWARD链所做的，因其过滤功能，可能会改变一些包的目的地，如丢弃包）。
7 filter FORWARD 包继续被发送至这条FORWARD链。只有需要转发的包才会走到这里，并且针对这些包的所有过滤也在这里进行。注意，所有要转发的包都要经过这里，不管是外网到内网的还是内网到外网的。在你自己书写规则时，要考虑到这一点。
8 mangle POSTROUTING 这个链也是针对一些特殊类型的包（译者注：参考第6步，我们可以发现，在转发包时，mangle表的两个链都用在特殊的应用上）。这一步mangle是在所有更改包的目的地址的操作完成之后做的，但这时包还在本地上。
9 nat POSTROUTING 这个链就是用来做SNAT的，当然也包括Masquerade（伪装）。但不要在这儿做过滤，因为某些包即使不满足条件也会通过。
10 离开接口(比如： eth0)
11 又在线路上传输了(比如，LAN)
就如你所见的，包要经历很多步骤，而且它们可以被阻拦在任何一条链上，或者是任何有问题的地方。我们的主要兴趣是iptables的概貌。注意，对不同的接口，是没有什么特殊的链和表的。所有要经防火墙/ 路由器转发的包都要经过FORWARD链。
Caution
在上面的情况里，不要在INPUT链上做过滤。INPUT是专门用来操作那些以我们的机子为目的地址的包的，它们不会被路由到其它地方的。
现在，我们来看看在以上三种情况下，用到了哪些不同的链。图示如下：
要弄清楚上面的图，可以这样考虑。在第一个路由判断处，不是发往本地的包，我们会发送它穿过 FORWARD链。若包的目的地是本地监听的IP地址，我们就会发送这个包穿过INPUT链，最后到达本地。
值得注意的是，在做NAT的过程中，发往本机的包的目的地址可能会在PREROUTING链里被改变。这个操作发生在第一次路由之前，所以在地址被改变之后，才能对包进行路由。注意，所有的包都会经过上图中的某一条路径。如果你把一个包DNAT回它原来的网络，这个包会继续走完相应路径上剩下的链，直到它被发送回原来的网络。
Tip
想要更多的信息，可以看看rc.test-iptables.txt ，这个脚本包括了一些规则，它们会向你展示包是怎样通过各个表和链的。
3.2. mangle 表
这个表主要用来mangle包，你可以使用mangle匹配来改变包的TOS等特性。
Caution
强烈建议你不要在这个表里做任何过滤，不管是DANT，SNAT或者Masquerade。
以下是mangle表中仅有的几种操作：
*
TOS
*
TTL
*
MARK
TOS操作用来设置或改变数据包的服务类型域。这常用来设置网络上的数据包如何被路由等策略。注意这个操作并不完善，有时得不所愿。它在 Internet上还不能使用，而且很多路由器不会注意到这个域值。换句话说，不要设置发往Internet的包，除非你打算依靠TOS来路由，比如用 iproute2。
TTL操作用来改变数据包的生存时间域，我们可以让所有数据包只有一个特殊的TTL。它的存在有一个很好的理由，那就是我们可以欺骗一些ISP。为什么要欺骗他们呢？因为他们不愿意让我们共享一个连接。那些ISP会查找一台单独的计算机是否使用不同的TTL，并且以此作为判断连接是否被共享的标志。
MARK用来给包设置特殊的标记。iproute2能识别这些标记，并根据不同的标记（或没有标记）决定不同的路由。用这些标记我们可以做带宽限制和基于请求的分类。
3.3. nat 表
此表仅用于NAT，也就是转换包的源或目标地址。注意，就象我们前面说过的，只有流的第一个包会被这个链匹配，其后的包会自动被做相同的处理。实际的操作分为以下几类：
*
DNAT
*
SNAT
*
MASQUERADE
DNAT操作主要用在这样一种情况，你有一个合法的IP地址，要把对防火墙的访问重定向到其他的机子上（比如DMZ）。也就是说，我们改变的是目的地址，以使包能重路由到某台主机。
SNAT改变包的源地址，这在极大程度上可以隐藏你的本地网络或者DMZ等。一个很好的例子是我们知道防火墙的外部地址，但必须用这个地址替换本地网络地址。有了这个操作，防火墙就能自动地对包做SNAT和De-SNAT(就是反向的SNAT),以使LAN能连接到Internet。如果使用类似 192.168.0.0/24这样的地址，是不会从Internet得到任何回应的。因为IANA定义这些网络（还有其他的）为私有的，只能用于LAN内部。
MASQUERADE的作用和MASQUERADE完全一样，只是计算机的负荷稍微多一点。因为对每个匹配的包，MASQUERADE都要查找可用的IP地址，而不象SNAT用的IP地址是配置好的。当然，这也有好处，就是我们可以使用通过PPP、 PPPOE、SLIP等拨号得到的地址，这些地址可是由ISP的DHCP随机分配的。
3.4. Filter 表
filter 表用来过滤数据包，我们可以在任何时候匹配包并过滤它们。我们就是在这里根据包的内容对包做DROP或ACCEPT的。当然，我们也可以预先在其他地方做些过滤，但是这个表才是设计用来过滤的。几乎所有的target都可以在这儿使用。大量具体的介绍在后面，现在你只要知道过滤工作主要是在这儿完成的就行了。
Chapter 4. 状态机制
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。
4.1. 概述
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。
4.2. conntrack记录
我们先来看看怎样阅读/proc/net/ip_conntrack里的conntrack记录。这些记录表示的是当前被跟踪的连接。如果安装了ip_conntrack模块，cat /proc/net/ip_conntrack 的显示类似：
tcp 6 117 SYN_SENT src=192.168.1.6 dst=192.168.1.9 sport=32775 \
dport=22 [UNREPLIED] src=192.168.1.9 dst=192.168.1.6 sport=22 \
dport=32775 use=2
conntrack模块维护的所有信息都包含在这个例子中了，通过它们就可以知道某个特定的连接处于什么状态。首先显示的是协议，这里是tcp，接着是十进制的6（译者注：tcp的协议类型代码是6）。之后的117是这条conntrack记录的生存时间，它会有规律地被消耗，直到收到这个连接的更多的包。那时，这个值就会被设为当时那个状态的缺省值。接下来的是这个连接在当前时间点的状态。上面的例子说明这个包处在状态 SYN_SENT，这个值是iptables显示的，以便我们好理解，而内部用的值稍有不同。SYN_SENT说明我们正在观察的这个连接只在一个方向发送了一TCP SYN包。再下面是源地址、目的地址、源端口和目的端口。其中有个特殊的词UNREPLIED，说明这个连接还没有收到任何回应。最后，是希望接收的应答包的信息，他们的地址和端口和前面是相反的。
连接跟踪记录的信息依据IP所包含的协议不同而不同，所有相应的值都是在头文件linux/include/netfilter- ipv4/ip_conntrack*.h中定义的。IP、TCP、UDP、ICMP协议的缺省值是在linux/include/netfilter- ipv4/ip_conntrack.h里定义的。具体的值可以查看相应的协议，但我们这里用不到它们，因为它们大都只在conntrack内部使用。随着状态的改变，生存时间也会改变。
Note
最近patch-o-matic里有一个新的补丁，可以把上面提到的超时时间也作为系统变量，这样我们就能够在系统空闲时改变它们的值。以后，我们就不必为了改变这些值而重编译内核了。
这些可通过/proc/sys/net/ipv4/netfilter下的一些特殊的系统调用来改变。仔细看看/proc/sys/net/ipv4/netfilter/ip_ct_*里的变量吧。
当一个连接在两个方向上都有传输时，conntrack记录就删除[UNREPLIED]标志，然后重置。在末尾有 [ASSURED]的记录说明两个方向已没有流量。这样的记录是确定的，在连接跟踪表满时，是不会被删除的，没有[ASSURED]的记录就要被删除。连接跟踪表能容纳多少记录是被一个变量控制的，它可由内核中的ip- sysctl函数设置。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。
4.3. 数据包在用户空间的状态
就象前面说的，包的状态依据IP所包含的协议不同而不同，但在内核外部，也就是用户空间里，只有4种状态：NEW，ESTABLISHED，RELATED 和INVALID。它们主要是和状态匹配一起使用。下面就简要地介绍以下这几种状态：
Table 4-1. 数据包在用户空间的状态
State（状态） Explanation（注释）
NEW 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。这样做有时会导致一些问题，但对某些情况是有非常大的帮助的。例如，在我们想恢复某条从其他的防火墙丢失的连接时，或者某个连接已经超时，但实际上并未关闭时。
ESTABLISHED ESTABLISHED已经注意到两个方向上的数据传输，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 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，比如，通过IRC的DCC连接。有了这个状态，ICMP应答、FTP传输、DCC 等才能穿过防火墙正常工作。注意，大部分还有一些UDP协议都依赖这个机制。这些协议是很复杂的，它们把连接信息放在数据包里，并且要求这些信息能被正确理解。
INVALID INVALID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。
4.4. TCP 连接
本节和下面的几节，我们来详细讨论这些状态，以及在TCP、UDP和ICMP这三种基本的协议里怎样操作它们。当然，也会讨论其他协议的情况。我们还是从TCP入手，因为它本身就是一个带状态的协议，并且具有很多关于iptables状态机制的详细信息。
一个TCP连接是经过三次握手协商连接信息才建立起来的。整个会话由一个SYN包开始，然后是一个 SYN/ACK包，最后是一个ACK包，此时，会话才建立成功，能够发送数据。最大的问题在于连接跟踪怎样控制这个过程。其实非常简单。
默认情况下，连接跟踪基本上对所有的连接类型做同样的操作。看看下面的图片，我们就能明白在连接的不同阶段，流是处于什么状态的。就如你看到的，连接跟踪的代码不是从用户的观点来看待TCP连接建立的流程的。连接跟踪一看到SYN包，就认为这个连接是NEW状态，一看到返回的SYN/ACK包，就认为连接是 ESTABLISHED状态。如果你仔细想想第二步，应该能理解为什么。有了这个特殊
