如何在 CentOS 8 上配置和管理防火墙

防火墙是一种用于监视和过滤传入和传出网络流量的技术。它通过定义一组安全规则来确定是允许还是阻止特定流量。正确配置防火墙是整个系统安全的最重要方面之一。防火墙可以及时发现和处理系统存在的安全风险，并保护数据传输的安全。

FirewallD 是 nftables 或 iptables 数据过滤系统的前端，可以帮助用户更容易地管理 iptables 规则，但它并不是 iptables 的替代品。虽然 iptables 命令仍可用于 FirewallD，但建议使用 FirewallD 时仅使用 FirewallD 命令。

通过本文，我们将向您介绍如何在 CentOS 8 上配置和管理防火墙，以及其基本的配置步骤。

环境配置

本教程基于一台运行 CentOS 8 的服务器，以及服务器上具有 sudo 权限的非 root 用户身份。

firewalld 的基本概念

在开始介绍如何实际使用 firewall-cmd 来管理和配置 Firewalld 之前，我们先了解一些 Firewalld 的基本概念。

区域（Zones）

Firewalld 所定义的区域（Zones）是一组规则集，根据所在网络信任级别的不同，规定应该允许哪些流量和拒绝哪些流量。不同的区域有不同的规则和安全要求，根据区域所定义的规则来管理和控制流量。同时，不同的网络接口被分配不同的区域，来指示防火墙应该允许哪些行为。

我们可以根据网络环境的不同设置或更改任何规则。对于公共网络，我们可以为防火墙配置较为严格的规则。而对于家庭网络，则不需要设置那么严格的规则。不管怎么样，熟悉 firewalld 的每个预定义区域背后的基本概念都是有必要的。

Firewalld 中的预定义区域从最不信任到最信任的顺序排列：

• drop：安全级别最低的区域。允许所有传出流量，禁止所有传入流量。
• block：几乎与 drop 区域相同，但会收到通知。
• public：表示公共的、不受信任的网络。除选定的传入连接被允许外，其余的传入请求会被拒绝。
• external：如果使用防火墙作为网关，则它用于网关的外部网络。它被配置为 NAT 伪装，可用于为 路由器启用了伪装功能的外部网络。
• internal：外部区域的另一侧，用于网关的内部部分。网络上的计算机通常是受信任的，只允许特定的传入连接。
• dmz：通常被称为隔离区或非军事区。对内部网络的访问权限有限，仅允许某些传入连接。
• work : 用于工作机器。网络中的大多数计算机是被信任的。可能会允许更多的服务。
• home：家庭环境。这通常意味着信任大多数计算机，并且会接受更多的服务。
• trusted：信任网络中的所有机器。最开放的选项，应谨慎使用。

要使用防火墙，我们可以创建规则并更改区域的属性，然后将我们的网络接口分配给最合适的区域。

永久性规则（Rule Permanence）和运行时规则（Runtime）

在 firewalld 中，有两种类型的规则集，分别为永久性规则（Rule Permanence）和运行时规则（Runtime）。

运行时规则指的是，当我们添加或更改规则集时，如果它仅对当下的防火墙有效，一旦重新加载 firewalld 服务或系统重启，配置的规则就会失效。

永久性规则指的是，只有在重新启动系统或重新加载 firewalld 服务后，才会使添加或更改的规则生效。

默认情况下，当使用 firewall-cmd 更改 Firewalld 配置时，这些更改将应用​​于运行时规则。要将规则添加到永久性规则中，需要在命令中附加 –permanent 选项。

要在两个配置集中应用更改，可以使用以下两种方法之一：

选择一：运行命令并更改运行时配置使其永久化：

sudo firewall-cmd <options>
sudo firewall-cmd --runtime-to-permanent

选择二：在命令中附加 –permanent 选项并重新加载 firewalld 进程：

sudo firewall-cmd --permanent <options>
sudo firewall-cmd --reload

这种运行时与永久配置的分离，可用于在活动防火墙中对规则进行测试，一旦出现问题只要重新加载就可以恢复原样了。

安装和启用 firewalld

在 CentOS 8 上，firewalld 已默认安装并启用。如果由于某种原因您的系统上没有安装，执行下面的命令安装 firewalld：

sudo dnf install firewalld

安装完成后，可以启用 firewalld 服务并重新启动服务器。启用了 firewalld 服务后，在下次系统启​​动时它会自动启动。

sudo systemctl enable firewalld
sudo systemctl start firewalld

在服务器重新启动后，防火墙应该已经被启动，服务器的网络接口应该被分配给配置的区域，并且与该区域关联的规则都将应用于关联的接口。

可以通过执行以下命令来验证 firewalld 服务是否正在运行：

sudo firewall-cmd --state

Output
running

这表明我们的防火墙已启动并默认配置运行。

熟悉当前的防火墙规则

在开始修改之前，我们应该熟悉一下 firewalld 提供的默认环境和规则。

了解默认配置

我们可以通过执行以下命令，来查看当前选择哪个区域作为默认区域：

firewall-cmd --get-default-zone

Output
public

由于我们没有向 firewalld 发出任何配置命令，并且接口也没有绑定到其他区域，因此 public 区域将是当前唯一的活动区域（控制我们接口流量的区域）。可以通过执行以下命令来验证：

firewall-cmd --get-active-zones

Output
public
  interfaces: eth0 eth1

在这里，我们可以看到示例服务器有两个由防火墙控制的网络接口(eth0 和 eth1)。它们目前都为公共区域定义的规则进行管理。

我们如何才能知道哪些规则与公共区域相关联呢？可以通过执行以下命令查询默认区域的配置：

sudo firewall-cmd --list-all

Output
public (active)
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: eth0 eth1
  sources:
  services: cockpit dhcpv6-client ssh
  ports:
  protocols:
  masquerade: no
  forward-ports:
  source-ports:
  icmp-blocks:
  rich rules: 

从输出中可以看出，public 区域既是默认区域又是活动区域，并且 eth0 和 eth1 接口与该区域相关联。但是，我们还可以看到，该区域允许 DHCP 客户端（用于 IP 地址分配）、SSH（用于远程管理）和 Cockpit（基于 Web 的控制台）的流量。

了解备选区域

在对默认和活动区域的配置有了基本的了解后。我们也可以进一步了解其他区域的信息。

要获取可用区域的列表，请执行下面的命令：

firewall-cmd --get-zones

Output
block dmz drop external home internal public trusted work

可以通过在 –list-all 命令中包含 --zone= 参数来查看与区域关联的配置：

sudo firewall-cmd --zone=home --list-all

Output
home
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces:
  sources:
  services: cockpit dhcpv6-client mdns samba-client ssh
  ports:
  protocols:
  masquerade: no
  forward-ports:
  source-ports:
  icmp-blocks:
  rich rules:

使用 --list-all-zones 可以输出所有区域，为了便于查看可以执行下面的命令：

sudo firewall-cmd --list-all-zones | less

接下来我们将了解如何将区域分配给网络接口。

为接口选择区域

默认情况下，在启动防火墙时，所有接口都被分配给默认区域。我们可以为不同的区域创建特定的规则集，并为它们分配不同的接口。

更改接口的区域

要更改网络接口的区域，可以使用 firewall-cmd 命令，将区域名称添加到 –zone 选项，将网络接口名称添加到 –change-interface 选项：

例如，我们可以通过键入以下命令将 eth0 接口分配给 Home 区域：

sudo firewall-cmd --zone=home --change-interface=eth0

Output
success

注意：当将接口分配给新区域时，你也在定义哪些服务可以运行。例如，这里我们将接口分配给 SSH 可用的 Home 区域。这意味着我们的 SSH 连接不应该断开。其他区域默认情况下不会启用 SSH，将接口分配到这些区域可能会导致 SSH 的连接断开，从而使您无法重新连接服务器。

我们可以通过再次检查活动区域来验证更改是否成功：

firewall-cmd --get-active-zones

Output
home
  interfaces: eth0
public
  interfaces: eth1

调整默认区域

如果您的所有接口都可以分配给某个区域进行处理，那么可以将该区域指定为默认区域。

可以使用 –set-default-zone= 参数更改默认区域。这回立即更改使用默认区域的所有接口：

sudo firewall-cmd --set-default-zone=home

Output
success

为应用程序设置规则

我们可以为应用程序配置防火墙并设置规则，下面来介绍一下如何将服务添加到区域。

将服务添加到您的区域

最直接的方法是将您需要的服务或端口添加到正在使用的区域。可以使用 –get-services 选项获取可用服务定义的列表：

firewall-cmd --get-services

Output
RH-Satellite-6 amanda-client amanda-k5-client amqp amqps apcupsd audit bacula bacula-client bb bgp bitcoin bitcoin-rpc bitcoin-testnet bitcoin-testnet-rpc bittorrent-lsd ceph ceph-mon cfengine cockpit condor-collector ctdb dhcp dhcpv6 dhcpv6-client distcc dns dns-over-tls docker-registry docker-swarm dropbox-lansync elasticsearch etcd-client etcd-server finger freeipa-4 freeipa-ldap freeipa-ldaps freeipa-replication freeipa-trust ftp ganglia-client ganglia-master git grafana gre high-availability http https imap imaps ipp ipp-client ipsec irc ircs iscsi-target isns jenkins kadmin kdeconnect kerberos kibana klogin kpasswd kprop kshell ldap ldaps libvirt libvirt-tls lightning-network llmnr managesieve matrix mdns memcache minidlna mongodb mosh mountd mqtt mqtt-tls ms-wbt mssql murmur mysql nfs nfs3 nmea-0183 nrpe ntp nut openvpn ovirt-imageio ovirt-storageconsole ovirt-vmconsole plex pmcd pmproxy pmwebapi pmwebapis pop3 pop3s postgresql privoxy prometheus proxy-dhcp ptp pulseaudio puppetmaster quassel radius rdp redis redis-sentinel rpc-bind rsh rsyncd rtsp salt-master samba samba-client samba-dc sane sip sips slp smtp smtp-submission smtps snmp snmptrap spideroak-lansync spotify-sync squid ssdp ssh steam-streaming svdrp svn syncthing syncthing-gui synergy syslog syslog-tls telnet tentacle tftp tftp-client tile38 tinc tor-socks transmission-client upnp-client vdsm vnc-server wbem-http wbem-https wsman wsmans xdmcp xmpp-bosh xmpp-client xmpp-local xmpp-server zabbix-agent zabbix-server

注意：您可以通过查看 /usr/lib/firewalld/services 目录中，每个服务的关联的 .xml 文件来获取更多详细信息。例如，SSH 服务的定义如下：

/usr/lib/firewalld/services/ssh.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<service>
  <short>SSH</short>
  <description>Secure Shell (SSH) is a protocol for logging into and executing commands on remote machines. It provides secure encrypted communications. If you plan on accessing your machine remotely via SSH over a firewalled interface, enable this option. You need the openssh-server package installed for this option to be useful.</description>
  <port protocol="tcp" port="22"/>
</service>

您可以使用 --add-service= 参数为区域启用服务。该操作将针对默认区域或 --zone= 参数指定的区域。默认情况下，这只会调整当前的防火墙会话。可以通过包含 --permanent 选项进行永久防火墙配置。

例如，如果我们正在运行一个为常规 HTTP 流量提供服务的 Web 服务器，可以通过执行以下命令，暂时允许该流量用于公共区域中的接口：

sudo firewall-cmd --zone=public --add-service=http

如果您想修改默认区域，可以省略 –zone= 标志。我们可以使用 --list-all 或者 --list-services 来验证操作是否成功：

sudo firewall-cmd --zone=public --list-services

Output
cockpit dhcpv6-client http ssh

如果测试一切正常，可能需要修改永久防火墙规则，以便服务在重新启动后仍然可用。我们可以通过重新执行并添加--permanent 参数来使之前的更改永久化：

sudo firewall-cmd --zone=public --add-service=http --permanent

Output
success

或者，可以使用 --runtime-to-permanent 选项，将当前运行的防火墙配置保存到永久配置：

sudo firewall-cmd --runtime-to-permanent

这里需要注意的是，对正在运行的防火墙的所有更改都将永久生效。

无论选择哪种方法，您都可以通过在 --list-services 操作中添加 --permanent 选项来验证它是否成功。

sudo firewall-cmd --zone=public --list-services --permanent

Output
cockpit dhcpv6-client http ssh

现在，您的 public 区域将允许 80 端口上的 HTTP Web 流量。如果 Web 服务器已配置为使用 SSL/TLS，您还需要添加 https 服务。可以通过执行下面的命令将其添加到运行时规则集和永久规则集：

sudo firewall-cmd --zone=public --add-service=https
sudo firewall-cmd --zone=public --add-service=https --permanent 

没有合适的服务怎么办？

firewalld 中包含了许多最常见的应用服务。但是，在某些情况下，这些服务可能不符合您的要求。在这种情况下，您有两种选择。

为区域开放一个端口

添加对特定应用程序的支持的最简单方法，是打开它在区域中使用的端口。这是通过指定端口或端口范围以及端口的关联协议（TCP 或 UDP）来完成的。

例如，如果应用程序在端口 5000 上运行并使用 TCP，我们可以使用 –add-port= 参数将其临时添加到公共区域。协议可以指定为 tcp 或 udp：

sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=5000/tcp

Output
success

我们可以使用 –list-ports 操作验证更改是否成功：

sudo firewall-cmd --zone=public --list-ports

Output
5000/tcp

还可以通过用破折号来指定端口的顺序范围。例如，如果我们的应用程序使用 UDP 端口 4990 到 4999，我们可以通过执行以下命令在 public 区域上打开它们：

sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=4990-4999/udp

测试成功后，我们将配置添加到防火墙的永久规则集中。使用 sudo firewall-cmd –runtime-to-permanent 命令执行此操作，或附加 --permanent 选项重新运行命令：

sudo firewall-cmd --zone=public --permanent --add-port=5000/tcp
sudo firewall-cmd --zone=public --permanent --add-port=4990-4999/udp
sudo firewall-cmd --zone=public --permanent --list-ports

Output
success
success
5000/tcp 4990-4999/udp

定义服务

为区域打开端口是一个简单的解决方案，但可能很难跟踪每个端口的用途。如果您停用了服务器上的某个服务，可能很难记住其对应的端口是哪个。为了避免这种情况，我们可以定义一个新的服务。

服务是端口及与其关联的名称和描述的集合。使用服务比端口更容易管理，但需要一些前期工作。最简单的方法是将现有脚本（在 /usr/lib/firewalld/services 中查找）复制到 /etc/firewalld/services 目录。

例如，我们可以将 SSH 服务定义文件，复制到 example 服务定义文件中。在下面的示例中，example 就是新定义的服务名称：

sudo cp /usr/lib/firewalld/services/ssh.xml /etc/firewalld/services/example.xml

现在，调整 example.xml 服务定义文件。使用您喜欢的文本编辑器中打开它：

sudo vi /etc/firewalld/services/example.xml

首先，该文件包含复制的 SSH 定义：

/etc/firewalld/services/example.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<service>
  <short>SSH</short>
  <description>Secure Shell (SSH) is a protocol for logging into and executing commands on remote machines. It provides secure encrypted communications. If you plan on accessing your machine remotely via SSH over a firewalled interface, enable this option. You need the openssh-server package installed for this option to be useful.</description>
  <port protocol="tcp" port="22"/>
</service>

实际上这个定义的大部分是元数据。您需要更改<short>标签中服务的名称，这是服务的可读名称。还应该添加描述，以便在需要审核服务时获得更多信息。这里要做的唯一真正影响服务功能的配置，就是定义端口，可以在其中标识要打开的端口号和协议。<port/>可以指定多个标签。

对于 example 服务，假设我们需要为 TCP 开放 7777 端口，为 UDP 开放 8888 端口。我们可以像这样修改：

/etc/firewalld/services/example.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<service>
  <short>Example Service</short>
  <description>This is just an example service. It probably shouldn't be used on a real system.</description>
  <port protocol="tcp" port="7777"/>
  <port protocol="udp" port="8888"/>
</service>

保存并关闭文件。

重新加载防火墙以访问新的 example 服务：

sudo firewall-cmd --reload

现在可以看到它位于可用服务列表中：

firewall-cmd --get-services

Output
RH-Satellite-6 amanda-client amanda-k5-client amqp amqps apcupsd audit bacula bacula-client bb bgp bitcoin bitcoin-rpc bitcoin-testnet bitcoin-testnet-rpc bittorrent-lsd ceph ceph-mon cfengine cockpit condor-collector ctdb dhcp dhcpv6 dhcpv6-client distcc dns dns-over-tls docker-registry docker-swarm dropbox-lansync elasticsearch etcd-client etcd-server example finger freeipa-4 freeipa-ldap freeipa-ldaps freeipa-replication freeipa-trust ftp ganglia-client ganglia-master git grafana gre high-availability http https imap imaps ipp ipp-client ipsec irc ircs iscsi-target isns jenkins kadmin kdeconnect kerberos kibana klogin kpasswd kprop kshell ldap ldaps libvirt libvirt-tls lightning-network llmnr managesieve matrix mdns memcache minidlna mongodb mosh mountd mqtt mqtt-tls ms-wbt mssql murmur mysql nfs nfs3 nmea-0183 nrpe ntp nut openvpn ovirt-imageio ovirt-storageconsole ovirt-vmconsole plex pmcd pmproxy pmwebapi pmwebapis pop3 pop3s postgresql privoxy prometheus proxy-dhcp ptp pulseaudio puppetmaster quassel radius rdp redis redis-sentinel rpc-bind rsh rsyncd rtsp salt-master samba samba-client samba-dc sane sip sips slp smtp smtp-submission smtps snmp snmptrap spideroak-lansync spotify-sync squid ssdp ssh steam-streaming svdrp svn syncthing syncthing-gui synergy syslog syslog-tls telnet tentacle tftp tftp-client tile38 tinc tor-socks transmission-client upnp-client vdsm vnc-server wbem-http wbem-https wsman wsmans xdmcp xmpp-bosh xmpp-client xmpp-local xmpp-server zabbix-agent zabbix-server

现在就可以像之前一样在区域中使用此服务了。

创建自定义区域

虽然预定义的区域对大多数用户来说已经足够了，但是 Firewalld 还允许您创建自己的区域。

例如，您可能想为 Web 服务器创建一个名为 publicweb 的区域。然后为专用网络上提供的 DNS 服务配置另一个 “privateDNS” 区域。

添加区域时，必须将其添加到永久防火墙配置中。然后，重新加载以将配置载入正在运行的会话中。例如，我们可以通过执行下面的命令来创建上述的两个区域：

sudo firewall-cmd --permanent --new-zone=publicweb
sudo firewall-cmd --permanent --new-zone=privateDNS

通过执行以下命令来验证更改是否存在于永久配置中：

sudo firewall-cmd --permanent --get-zones

Output
block dmz drop external home internal privateDNS public publicweb trusted work

如前所述，这些在防火墙的运行时规则集中尚不可用：

firewall-cmd --get-zones

Output
block dmz drop external home internal public trusted work

重新加载防火墙以应用配置：

sudo firewall-cmd --reload
firewall-cmd --get-zones

Output
block dmz drop external home internal privateDNS public publicweb trusted work

现在，便可以开始为创建的区域分配适当的服务和端口。最好先添加到运行时规则，测试后再将这些更改保存到永久配置中。例如，对于 publicweb 区域，为其添加 SSH、HTTP 和 HTTPS 服务：

sudo firewall-cmd --zone=publicweb --add-service=ssh
sudo firewall-cmd --zone=publicweb --add-service=http
sudo firewall-cmd --zone=publicweb --add-service=https
sudo firewall-cmd --zone=publicweb --list-all

Output
publicweb
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces: 
  sources: 
  services: http https ssh
  ports: 
  protocols: 
  masquerade: no
  forward-ports: 
  source-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules:

同样，将 DNS 服务添加到 privateDNS 区域：

sudo firewall-cmd --zone=privateDNS --add-service=dns
sudo firewall-cmd --zone=privateDNS --list-all

Output
privateDNS
  target: default
  icmp-block-inversion: no
  interfaces:
  sources:
  services: dns
  ports:
  protocols:
  masquerade: no
  forward-ports:
  source-ports:
  icmp-blocks:
  rich rules:

然后将网络接口分配给这些新区域来测试它们：

sudo firewall-cmd --zone=publicweb --change-interface=eth0
sudo firewall-cmd --zone=privateDNS --change-interface=eth1

如果测试没有问题，再将这些规则添加到永久配置中。可以通过附加 –permanent 标志再次运行所有命令来做到这一点。但是执行下面的命令，可以直接将更改添加到永久配置中：

sudo firewall-cmd --runtime-to-permanent

将更改添加到永久规则集后，重新加载防火墙以测试更改是否仍然存在：

sudo firewall-cmd --reload

验证是否分配了正确的区域：

firewall-cmd --get-active-zones

Output
privateDNS
  interfaces: eth1
publicweb
  interfaces: eth0

验证两个区域是否可以使用相应的服务：

sudo firewall-cmd --zone=publicweb --list-services

Output
http https ssh

sudo firewall-cmd --zone=privateDNS --list-services

Output
dns

经过上面的操作，就已成功创建了自定义区域。如果想要将自定义区域设置为默认区域，可以执行下面的命令：

sudo firewall-cmd --set-default-zone=publicweb

总结

经过本文的介绍，您应该已经对 firewalld 有了更进一步的了解。