一文吃透Firewalld：Linux防火墙的进阶秘籍(图文)

Firewalld 是什么

在 Linux 系统的网络安全领域，Firewalld 就像是一位默默守护的卫士，为系统抵御各种潜在的网络威胁 。它是一个动态防火墙管理工具，自 CentOS 7 开始，便取代了之前的 iptables 防火墙，成为系统默认的防火墙管理工具，在 Linux 系统的网络安全架构中占据着举足轻重的地位。
从本质上来说，Firewalld 是一个守护进程，它通过充当 netfilter 的前端来提供防火墙功能，默认后端是 iptables/ntftables。简单来讲，它就像是一个翻译官，将我们设置的防火墙规则，准确无误地传达给内核中的 netfilter 网络过滤子系统，进而实现对网络数据包的过滤和管理 。与 iptables 主要基于接口设置规则不同，Firewalld 采用了一种更为灵活和直观的基于区域（zone）的管理方式。它就像一个智能的安保系统，根据不同的区域设置不同的安全策略，从而更有效地保护系统的网络安全。

Firewalld 与其他防火墙对比

在防火墙的世界里，Firewalld 并不是唯一的存在，iptables 便是其 “前辈” 。在 CentOS 7 之前，iptables 一直是 Linux 系统中广泛使用的防火墙管理工具，它基于内核空间的 netfilter 框架，通过直接操作内核中的 iptables 规则表来过滤和处理网络数据包。而 Firewalld 作为后来者，与 iptables 相比，有着诸多显著的区别。
从配置方式来看，iptables 的配置较为底层和复杂，需要手动编写规则，并且使用规则链（rule chains）和表（tables）的概念来组织和管理防火墙规则，例如常见的 filter 表、nat 表和 mangle 表等。对于新手来说，iptables 的规则语法犹如一座难以逾越的大山，需要花费大量的时间和精力去学习和掌握。而 Firewalld 则采用了动态的、面向服务的管理方式，通过定义服务（services）、区域（zones）和规则（rules）等概念来组织和管理防火墙配置 ，大大简化了防火墙的配置过程。
在规则更新方面，iptables 的规则是静态的，一旦配置完成后，除非重新加载或重启，否则规则不会自动更新。每一次对规则的修改，都意味着要清除所有旧有的规则，并从配置文件中读取所有新的规则，这无疑是一项繁琐且容易出错的操作。而 Firewalld 则支持实时动态更新防火墙规则，可以在运行时添加、删除或修改规则，而无需重启或重新加载配置，只需使用--reload选项即可立即生效，这使得管理员可以在不影响系统正常运行的情况下，随时调整防火墙策略，以满足不断变化的网络安全需求。
此外，iptables 将配置存储在/etc/sysconfig/iptables，而 Firewalld 将配置储存在/etc/firewalld（优先加载），同时/usr/lib/firewalld中的各种 xml 文件是默认的配置文件。在配置文件的管理上，Firewalld 的结构更加清晰，更易于维护。

Firewalld 核心概念

区域（Zones）

Firewalld 预先定义了 9 个区域，每个区域都代表了不同的网络环境和安全级别 ，就像是为不同的网络场景量身定制的安全模板。这些区域各自有着独特的用途和默认规则，就像不同的房间有着不同的使用规则一样。
比如，public区域，是用于公共网络的区域，就像公共场所一样，默认只允许与ssh或dhcpv6-client预定义服务匹配的传入流量，对于其他的流量则一概拒绝，这是为了在公共网络环境中最大程度地保护系统安全，防止未经授权的访问。当我们的服务器处于公共网络中，如互联网上，就可以将相关的网络接口分配到public区域，确保只有必要的服务能够被外部访问。
而trusted区域则恰恰相反，它允许所有的传入流量，就像一个完全信任的朋友，对所有流量都敞开大门。这个区域通常用于信任的网络，比如家庭内部网络，在这种网络环境中，我们相信其他设备不会对我们的系统造成危害，所以可以放心地允许所有流量通过。
home区域主要用于家庭网络，它允许与ssh、mdns、samba-client或dhcpv6-client预定义服务匹配的传入流量，因为在家庭网络中，我们通常会使用这些服务来实现设备之间的通信和共享，比如通过ssh远程访问家庭中的服务器，或者通过samba-client访问共享文件等。
internal区域的默认值与home区域相同，主要用于内部网络，适用于企业内部网络等场景，在这些网络中，我们对内部设备有一定的信任，所以允许一些常见的服务流量通过。
work区域用于工作区域，默认允许与ssh、dhcpv6-client预定义服务匹配的传入流量，适合企业办公网络，满足基本的网络通信需求，同时保证一定的安全性。
dmz区域，即隔离区域，也称为非军事区域，用于放置可公开访问但对内部网络有限制访问的计算机，默认只允许与ssh预定义服务匹配的传入流量，在这个区域中，我们可以放置一些对外提供服务的服务器，如 Web 服务器，但同时限制它们对内部网络的访问，以保护内部网络的安全。
external区域用于启用伪装的外部网络，特别是路由器，默认允许与ssh预定义服务匹配的传入流量，并且默认将通过此区域转发的 IPv4 传出流量进行地址伪装，可用于为路由器启用了伪装功能的外部网络，保护内部网络的真实 IP 地址不被暴露。
block区域会拒绝所有传入流量，就像一堵坚实的墙，阻挡所有外部的访问，常用于对安全性要求极高，不允许任何外部访问的场景。
drop区域则更为严格，它会丢弃所有传入流量，并且不产生包含 ICMP 的错误响应，只允许本机对外访问其他的服务器，推荐把需要进行严格网络限制的网卡绑定到这个区域。
在实际应用中，我们需要根据网络环境的特点和安全需求来选择合适的区域。如果是在家庭网络中，我们可以将连接家庭网络的网卡分配到home区域，这样既可以保证家庭内部设备之间的正常通信，又能提供一定的安全保护。而如果是在企业网络中，对于连接外部网络的网卡，我们可以将其分配到public区域，然后根据具体的业务需求，添加相应的服务和规则，确保企业网络的安全。

服务（Services）

在 Firewalld 的世界里，服务是一个非常重要的概念，它就像是一扇扇通往特定网络功能的大门 。简单来说，服务是 Firewalld 用来表示特定应用程序或服务网络需求的一种方式，每个服务都定义了一组端口和协议，以及与之关联的防火墙规则。
以常见的http服务为例，它默认使用 TCP 协议的 80 端口，当我们在 Firewalld 中添加http服务时，实际上就是允许 TCP 协议的 80 端口的流量通过防火墙。这就好比我们打开了一扇门，让与http服务相关的网络流量能够顺利进入系统，从而使我们的 Web 服务器能够正常对外提供服务。同样，ssh服务默认使用 TCP 协议的 22 端口，添加ssh服务意味着允许通过 22 端口进行 SSH 连接，方便我们远程管理服务器。
Firewalld 预先定义了很多服务，这些服务的配置文件存放在/usr/lib/firewalld/services/目录中，每个服务都有一个对应的 XML 配置文件，按照service-name.xml的格式命名，如ssh.xml、http.xml等。在这些配置文件中，详细记录了各项服务所使用的 TCP/UDP 端口以及协议等信息 。当我们需要允许某个服务的流量通过防火墙时，只需要简单地添加对应的服务即可，而无需手动配置复杂的端口和协议规则，大大简化了防火墙的配置过程。
比如，当我们在服务器上搭建了一个 Web 服务器，需要对外提供 HTTP 服务时，我们只需要使用firewall-cmd --zone=public --add-service=http命令，就可以快速允许http服务的流量通过public区域的防火墙，而不需要手动去配置 TCP 协议的 80 端口的规则。如果我们还需要提供 HTTPS 服务，也只需要使用firewall-cmd --zone=public --add-service=https命令即可。

规则（Rules）

规则是 Firewalld 实现网络访问控制的核心，它就像是一道道关卡，决定着网络流量的通行与否 。规则的作用就是定义允许或拒绝流量的匹配条件，通过这些条件，Firewalld 能够精确地控制哪些网络流量可以进入或离开系统，从而保障系统的网络安全。
规则可以基于多种参数进行配置，其中源 IP、目标 IP、协议和端口是最常见的参数。比如，我们可以配置一条规则，允许来自特定源 IP 地址的流量访问系统的某个端口。假设我们的企业内部网络有一个特定的 IP 地址段192.168.1.0/24，我们希望这个网段内的设备能够访问服务器的 SSH 服务（默认端口 22），就可以使用firewall-cmd --zone=public --add-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.1.0/24" service name="ssh" accept'命令来添加这样一条规则。这条规则中，family="ipv4"表示针对 IPv4 协议，source address="192.168.1.0/24"指定了源 IP 地址段，service name="ssh"表示针对 SSH 服务，accept则表示允许该流量通过。
除了基于源 IP 和服务的规则，我们还可以根据目标 IP、端口范围等进行更细致的规则配置。比如，我们可以配置一条规则，拒绝所有外部 IP 地址访问服务器的某个特定端口，以防止潜在的攻击。假设我们要拒绝外部 IP 访问服务器的 3306 端口（通常用于 MySQL 数据库），可以使用firewall-cmd --zone=public --add-rich-rule='rule family="ipv4" source address="0.0.0.0/0" port protocol="tcp" port="3306" drop'命令，其中source address="0.0.0.0/0"表示所有的源 IP 地址，port protocol="tcp" port="3306"指定了目标端口和协议，drop表示拒绝该流量。
自定义规则为我们提供了极大的灵活性，使我们能够根据具体的网络环境和安全需求，制定出最适合的防火墙策略。在一些复杂的网络场景中，比如企业网络中存在多个不同安全级别的子网，或者需要对特定的应用程序进行精细的网络访问控制时，自定义规则就显得尤为重要。

运行时和永久性配置

在使用 Firewalld 进行防火墙配置时，我们需要了解运行时配置和永久性配置这两种不同的配置方式，它们就像是临时通行证和长期通行证，有着不同的作用和特点 。
运行时配置是指在当前系统运行过程中即时生效的配置，就像我们在旅行中临时购买的一日通行证，立即可以使用，但有效期只持续到当前会话结束。当我们使用firewall-cmd命令添加、修改或删除防火墙规则时，如果不添加--permanent选项，那么这些配置就属于运行时配置。例如，我们使用firewall-cmd --zone=public --add-service=http命令添加了http服务到public区域，这个配置会立即生效，Web 服务器可以马上对外提供服务。但是，一旦我们重启 Firewalld 服务或者重启系统，这个配置就会失效，就像一日通行证在当天结束后就不能再使用了。运行时配置的优点是即时生效，不需要重启服务或系统，不会中断现有连接，非常适合在系统运行过程中临时调整防火墙策略，以满足一些突发的网络需求。比如，当我们需要临时对外提供一个测试服务时，可以使用运行时配置快速开放相应的端口和服务。
永久性配置则是指会在系统重启后仍然保留的配置，就像我们办理的长期会员卡，只要在有效期内，随时都可以使用。当我们在firewall-cmd命令中添加--permanent选项时，配置就会被保存到配置文件中，成为永久性配置。例如，firewall-cmd --zone=public --add-service=http --permanent命令会将添加http服务的配置永久保存。不过，永久性配置并不会立即生效，需要我们重新加载防火墙配置或者重启 Firewalld 服务才能使新的配置生效，这就像我们办理了长期会员卡后，需要激活才能使用。永久性配置适用于那些需要长期生效的防火墙策略，比如企业网络中对某些关键服务的长期访问控制配置。
在实际操作中，我们可以根据具体需求灵活使用这两种配置方式。如果是一些临时的网络调整，如临时开放某个端口进行测试，使用运行时配置即可；而对于那些需要长期稳定生效的配置，如企业网络的常规安全策略，就应该使用永久性配置。

Firewalld 安装与启动

安装

在使用 Firewalld 之前，我们首先需要将其安装到系统中。不同的 Linux 发行版，安装 Firewalld 的方式也有所不同 。
对于基于 Debian 的 Ubuntu 系统，我们可以使用apt包管理器来安装 Firewalld。首先，打开终端，使用以下命令更新系统的软件包列表，确保我们获取到最新的软件包信息：

sudo apt update
更新完成后，使用以下命令安装 Firewalld：

sudo apt install firewalld
在安装过程中，系统会提示我们确认是否安装，输入Y并回车，即可开始安装。安装完成后，Firewalld 就已经成功安装到我们的 Ubuntu 系统中了。
对于基于 RHEL 的 CentOS 系统，我们则使用yum包管理器来进行安装。同样，先打开终端，使用以下命令安装 Firewalld：

sudo yum install firewalld
执行该命令后，yum会自动下载并安装 Firewalld 及其依赖包。安装过程中，同样会提示我们确认安装，输入y并回车，等待安装完成即可。

启动与设置开机启动

安装完成后，我们就可以启动 Firewalld 服务了。在 Linux 系统中，我们可以使用systemctl命令来管理系统服务 。要启动 Firewalld 服务，只需在终端中输入以下命令：

sudo systemctl start firewalld
执行该命令后，Firewalld 服务就会被启动，开始守护我们的系统网络安全。此时，我们可以使用systemctl status firewalld命令来查看 Firewalld 服务的运行状态，如果看到Active: active (running)字样，就说明 Firewalld 服务已经成功启动了。
为了确保系统在每次启动时都能自动启动 Firewalld 服务，我们还需要设置其开机自启。同样使用systemctl命令，输入以下命令即可设置 Firewalld 开机自启：

sudo systemctl enable firewalld
执行该命令后，系统会创建相应的符号链接，将 Firewalld 服务添加到开机启动项中。这样，下次系统启动时，Firewalld 服务就会自动启动，为我们的系统提供持续的网络安全保护。

Firewalld 常用命令实操

查看状态与信息

在使用 Firewalld 时，查看其状态和相关信息是基础操作。比如，我们想知道防火墙当前是否正在运行，就可以使用firewall-cmd --state命令，它会明确告知我们防火墙的状态是running（运行）还是not running（未运行）。如果我们想要了解 Firewalld 的版本信息，firewall-cmd --version命令就能满足需求，让我们清楚掌握其版本号，以便在遇到问题时进行针对性的查询和解决。
而firewall-cmd --list-all命令则更为强大，它会展示当前激活区域的所有详细信息，包括区域名称、关联的网络接口、已启用的服务、已开放的端口等。假设我们的服务器当前激活区域为public，执行该命令后，我们就能看到类似这样的信息：public (active)，接着会列出interfaces: ens33（表示该区域关联的网络接口为ens33），services: ssh dhcpv6-client（显示已启用的服务为ssh和dhcpv6-client），ports: 80/tcp 443/tcp（列出已开放的端口为80/tcp和443/tcp）等，让我们对防火墙的配置一目了然。

开启与关闭

在不同的场景下，我们可能需要开启或关闭防火墙。如果只是临时性的开启防火墙，让其在当前会话中生效，我们可以使用systemctl start firewalld命令，这个命令会立即启动 Firewalld 服务，就像我们打开了一扇保护系统的大门。例如，当我们在服务器上进行一些需要网络访问的测试时，就可以临时开启防火墙。而如果希望防火墙在系统每次启动时都能自动开启，成为系统的常驻守护者，就需要使用systemctl enable firewalld命令，它会将 Firewalld 服务添加到开机启动项中，确保系统的网络安全始终得到保护。
相反，当我们需要关闭防火墙时，同样有临时性和永久性的操作。使用systemctl stop firewalld命令可以临时性关闭防火墙，在当前会话结束后，如果需要防火墙再次运行，还需要重新启动。而systemctl disable firewalld命令则会永久性地禁止防火墙开机启动，就像将保护大门关闭并锁上，下次系统启动时防火墙不会自动运行。不过，在实际应用中，不建议随意永久关闭防火墙，除非是在安全的测试环境中，因为这会使系统暴露在潜在的网络威胁之下。

区域管理

Firewalld 的区域管理功能是其灵活配置的关键，我们可以通过一系列命令来管理不同的区域。使用firewall-cmd --get-zones命令，我们可以查看系统中所有可用的区域，这些区域就像是不同的安全区域，每个都有其特定的用途和规则，如public、home、work等，我们可以根据实际网络环境来选择和配置。
想要知道当前系统中激活的是哪个区域，使用firewall-cmd --get-active-zones命令即可。比如在一个企业网络中，执行该命令后，我们可能会看到public interfaces: ens33，这表明当前激活的区域是public，并且关联的网络接口是ens33。
如果我们想深入了解某个指定区域的详细信息，比如public区域，firewall-cmd --zone=public --list-all命令就能发挥作用，它会展示public区域的所有配置细节，包括已启用的服务、开放的端口、关联的网络接口等，帮助我们更好地管理和维护该区域的网络安全。
在实际应用中，我们还可能需要设置默认区域，使用firewall-cmd --set-default-zone=public命令（这里以public区域为例，可根据需求替换为其他区域），就可以将指定的区域设置为默认区域，当我们没有明确指定区域时，系统会默认使用该区域的规则进行网络访问控制。

端口管理

端口管理是防火墙配置中非常重要的一环，它决定了哪些端口可以被访问，从而保护系统的服务安全。使用firewall-cmd --list-ports命令，我们可以查看当前已开放的端口，这些端口就像是系统对外提供服务的窗口。例如，执行该命令后，我们可能会看到80/tcp 22/tcp，这表示80/tcp（通常用于 HTTP 服务）和22/tcp（通常用于 SSH 服务）端口已经开放。
当我们需要添加一个新的开放端口时，比如要开放8080/tcp端口用于一个新的 Web 服务，我们可以使用firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=8080/tcp命令，其中--permanent表示这是一个永久性的配置，在系统重启后仍然生效；--zone=public指定了在public区域进行配置；--add-port=8080/tcp则明确了要添加的端口和协议。不过，需要注意的是，添加永久性配置后，需要执行firewall-cmd --reload命令重新加载配置，新的端口开放设置才会生效。
如果我们想要移除一个已经开放的端口，比如不再需要开放8080/tcp端口，就可以使用firewall-cmd --permanent --zone=public --remove-port=8080/tcp命令，同样，移除永久性配置后也需要重新加载配置。
此外，我们还可以通过firewall-cmd --zone=public --query-port=8080/tcp命令来查询某个端口的状态，判断它是否已经开放，以便我们及时了解防火墙的端口配置情况。

服务管理

在 Firewalld 中，服务管理与端口管理密切相关，通过管理服务，我们可以更方便地控制一组端口的访问。使用firewall-cmd --list-services命令，我们可以查看当前已启用的服务，这些服务就像是一个个功能模块，每个都对应着特定的端口和协议。例如，执行该命令后，我们可能会看到ssh http https，这表示ssh（默认端口 22/tcp）、http（默认端口 80/tcp）和https（默认端口 443/tcp）服务已经启用。
如果我们想查看系统中所有可用的服务，使用firewall-cmd --get-services命令即可，它会列出所有预定义的服务，让我们清楚了解可以启用哪些服务来满足不同的网络需求。
当我们需要添加一个新的服务时，比如要允许 HTTP 服务通过防火墙，我们可以使用firewall-cmd --permanent --zone=public --add-service=http命令，这会在public区域中添加http服务，允许相关的网络流量通过。同样，添加永久性服务配置后需要重新加载配置。
相反，如果我们要移除一个已经启用的服务，比如不再需要提供 HTTP 服务，就可以使用firewall-cmd --permanent --zone=public --remove-service=http命令，移除后同样需要重新加载配置，以确保防火墙的规则及时更新。

富规则管理

富规则是 Firewalld 中非常强大的功能，它可以让我们实现更精细、更复杂的网络访问控制。简单来说，富规则就是一种基于源地址、目标地址、端口、协议等多种条件的高级防火墙规则，它可以对网络流量进行更精准的控制。例如，我们可以通过富规则设置只允许特定 IP 地址段的设备访问服务器的某个端口，或者限制某个服务只能被特定的网络访问。
查看已设置的富规则，我们可以使用firewall-cmd --list-rich-rules命令，它会展示当前系统中已经配置的所有富规则。
假设我们要添加一条富规则，只允许192.168.1.0/24这个 IP 地址段的设备访问服务器的3306/tcp端口（通常用于 MySQL 数据库），我们可以使用firewall-cmd --permanent --zone=public --add-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.1.0/24" port protocol="tcp" port="3306" accept'命令。在这条命令中，rule表示这是一条规则；family="ipv4"指定了规则针对的是 IPv4 协议；source address="192.168.1.0/24"明确了源地址段；port protocol="tcp" port="3306"指定了目标端口和协议；accept表示允许该流量通过。添加永久性富规则后，同样需要重新加载配置才能生效。
如果我们想要移除这条富规则，就需要使用与添加时相同的规则字符串，即firewall-cmd --permanent --zone=public --remove-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.1.0/24" port protocol="tcp" port="3306" accept'命令，移除后也需要重新加载配置，以确保防火墙规则的准确性。

Firewalld 规则持久化

确保服务运行

要实现 Firewalld 规则的持久化，首先得确保 firewalld 服务已经启用并且正在运行。这就好比我们要使用一个工具，首先得保证这个工具已经开启并准备好工作。在 Linux 系统中，我们可以使用systemctl命令来完成这一操作。通过sudo systemctl enable firewalld命令，我们可以设置 firewalld 服务在系统启动时自动启用，就像我们设置闹钟在每天早上自动响起一样，确保服务在系统启动时就已经准备就绪。而sudo systemctl start firewalld命令则是立即启动 firewalld 服务，让它马上开始工作，守护我们的系统网络安全。

编辑配置文件

在确保服务运行后，我们需要编辑 Firewalld 规则持久化的配置文件/etc/firewalld/firewalld.conf 。这个配置文件就像是 Firewalld 的 “使用说明书”，我们可以在其中设置各种参数和规则。使用sudo vi /etc/firewalld/firewalld.conf命令，我们可以打开这个配置文件进行编辑。在文件中，找到PersistFirewall=permanent这一行，如果它的值不是permanent，就将其修改为permanent，这样就表示启用了持久化规则。就好比我们在使用软件时，在设置中勾选了 “记住我的设置” 选项，这样软件下次启动时就会使用我们之前设置好的参数。

保存规则

接下来，对于每个我们需要设置规则的区域，比如public、trusted、home等，我们要将当前的防火墙配置保存为永久规则。这就像是我们在保存重要文件时，要确保保存的位置和方式正确，以便下次能够顺利找到和使用。
如果我们要在public区域添加http服务，使其成为永久规则，就可以使用sudo firewall-cmd --zone=public --permanent --add-service=http命令。这里的--zone=public指定了区域为public，--permanent表示这是一个永久规则，--add-service=http则明确了要添加的服务是http。
要是我们想在public区域开放8080/tcp端口，同样可以使用类似的命令sudo firewall-cmd --zone=public --permanent --add-port=8080/tcp。通过这些命令，我们就可以将各种防火墙配置保存为永久规则，确保在系统重启后，这些规则依然生效，继续为我们的系统网络安全保驾护航。

总结

Firewalld 作为 Linux 系统中强大且灵活的防火墙管理工具，以其动态更新规则、基于区域的安全策略、丰富的功能选项等优势，为系统的网络安全提供了坚实的保障。无论是新手还是经验丰富的系统管理员，都能通过 Firewalld 轻松实现高效的网络访问控制。希望大家在 Linux 系统的使用过程中，充分利用 Firewalld 的特性，合理配置防火墙规则，让我们的系统在复杂的网络环境中安全稳定地运行。如果在使用 Firewalld 的过程中有任何疑问或心得，欢迎在评论区留言交流，让我们一起探索更多关于 Firewalld 的奥秘 。
 

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