316ce980ae8d5fbaaa320631415a1f841f288838
[dragonfly.git] / share / man / man7 / firewall.7
1 .\" Copyright (c) 2001 Matthew Dillon.  Terms and conditions are those of
2 .\" the BSD Copyright as specified in the file "/usr/src/COPYRIGHT" in
3 .\" the source tree.
4 .\"
5 .\" $FreeBSD: src/share/man/man7/firewall.7,v 1.1.2.8 2003/04/29 07:57:22 brueffer Exp $
6 .\"
7 .Dd May 26, 2001
8 .Dt FIREWALL 7
9 .Os
10 .Sh NAME
11 .Nm firewall
12 .Nd simple firewalls under DragonFly
13 .Sh FIREWALL BASICS
14 A Firewall is most commonly used to protect an internal network
15 from an outside network by preventing the outside network from
16 making arbitrary connections into the internal network.  Firewalls
17 are also used to prevent outside entities from spoofing internal
18 IP addresses and to isolate services such as NFS or SMBFS (Windows
19 file sharing) within LAN segments.
20 .Pp
21 The
22 .Dx
23 firewalling system also has the capability to limit bandwidth using
24 .Xr dummynet 4 .
25 This feature can be useful when you need to guarantee a certain
26 amount of bandwidth for a critical purpose.  For example, if you
27 are doing video conferencing over the Internet via your
28 office T1 (1.5 MBits/s), you may wish to bandwidth-limit all other
29 T1 traffic to 1 MBit/s in order to reserve at least 0.5 MBits
30 for your video conferencing connections.  Similarly if you are
31 running a popular web or ftp site from a colocation facility
32 you might want to limit bandwidth to prevent excessive bandwidth
33 charges from your provider.
34 .Pp
35 Finally,
36 .Dx
37 firewalls may be used to divert packets or change the next-hop
38 address for packets to help route them to the correct destination.
39 Packet diversion is most often used to support NAT (network
40 address translation), which allows an internal network using
41 a private IP space to make connections to the outside for browsing
42 or other purposes.
43 .Pp
44 Constructing a firewall may appear to be trivial, but most people
45 get them wrong.  The most common mistake is to create an exclusive
46 firewall rather than an inclusive firewall.  An exclusive firewall
47 allows all packets through except for those matching a set of rules.
48 An inclusive firewall allows only packets matching the ruleset
49 through.  Inclusive firewalls are much, much safer than exclusive
50 firewalls but a tad more difficult to build properly.  The
51 second most common mistake is to blackhole everything except the
52 particular port you want to let through.  TCP/IP needs to be able
53 to get certain types of ICMP errors to function properly - for
54 example, to implement MTU discovery.  Also, a number of common
55 system daemons make reverse connections to the
56 .Sy auth
57 service in an attempt to authenticate the user making a connection.
58 Auth is rather dangerous but the proper implementation is to return
59 a TCP reset for the connection attempt rather than simply blackholing
60 the packet.  We cover these and other quirks involved with constructing
61 a firewall in the sample firewall section below.
62 .Sh IPFW KERNEL CONFIGURATION
63 You do not need to create a customer kernel to use the IP firewalling features.
64 If you enable firewalling in your
65 .Pa /etc/rc.conf
66 (see below), the ipfw kernel module will be loaded automatically.  However,
67 if you are paranoid you can compile IPFW directly into the
68 .Dx
69 kernel by using the
70 .Sy IPFIREWALL
71 option set.  If compiled in the kernel defaults its firewall to deny all
72 packets by default, which means that if you do not load in
73 a permissive ruleset via
74 .Pa /etc/rc.conf ,
75 rebooting into your new kernel will take the network offline
76 and will prevent you from being able to access it if you
77 are not sitting at the console.  It is also quite common to
78 update a kernel to a new release and reboot before updating
79 the binaries.  This can result in an incompatibility between
80 the
81 .Xr ipfw 8
82 program and the kernel which prevents it from running in the
83 boot sequence, also resulting in an inaccessible machine.
84 Because of these problems the
85 .Sy IPFIREWALL_DEFAULT_TO_ACCEPT
86 kernel option is also available which changes the default firewall
87 to pass through all packets.  Note, however, that using this option
88 may open a small window of opportunity during booting where your
89 firewall passes all packets.  Still, it's a good option to use
90 while getting up to speed with
91 .Dx
92 firewalling.  Get rid of it once you understand how it all works
93 to close the loophole, though.  There is a third option called
94 .Sy IPDIVERT
95 which allows you to use the firewall to divert packets to a user program
96 and is necessary if you wish to use
97 .Xr natd 8
98 to give private internal networks access to the outside world.
99 If you want to be able to limit the bandwidth used by certain types of
100 traffic, the
101 .Sy DUMMYNET
102 option must be used to enable
103 .Em ipfw pipe
104 rules.
105 .Sh SAMPLE IPFW-BASED FIREWALL
106 Here is an example ipfw-based firewall taken from a machine with three
107 interface cards.  fxp0 is connected to the 'exposed' LAN.  Machines
108 on this LAN are dual-homed with both internal 10. IP addresses and
109 Internet-routed IP addresses.  In our example, 192.100.5.x represents
110 the Internet-routed IP block while 10.x.x.x represents the internal
111 networks.  While it isn't relevant to the example, 10.0.1.x is
112 assigned as the internal address block for the LAN on fxp0, 10.0.2.x
113 for the LAN on fxp1, and 10.0.3.x for the LAN on fxp2.
114 .Pp
115 In this example we want to isolate all three LANs from the Internet
116 as well as isolate them from each other, and we want to give all
117 internal addresses access to the Internet through a NAT gateway running
118 on this machine.  To make the NAT gateway work, the firewall machine
119 is given two Internet-exposed addresses on fxp0 in addition to an
120 internal 10. address on fxp0: one exposed address (not shown)
121 represents the machine's official address, and the second exposed
122 address (192.100.5.5 in our example) represents the NAT gateway
123 rendezvous IP.  We make the example more complex by giving the machines
124 on the exposed LAN internal 10.0.0.x addresses as well as exposed
125 addresses.  The idea here is that you can bind internal services
126 to internal addresses even on exposed machines and still protect
127 those services from the Internet.  The only services you run on
128 exposed IP addresses would be the ones you wish to expose to the
129 Internet.
130 .Pp
131 It is important to note that the 10.0.0.x network in our example
132 is not protected by our firewall.  You must make sure that your
133 Internet router protects this network from outside spoofing.
134 Also, in our example, we pretty much give the exposed hosts free
135 reign on our internal network when operating services through
136 internal IP addresses (10.0.0.x).   This is somewhat of security
137 risk... what if an exposed host is compromised?  To remove the
138 risk and force everything coming in via LAN0 to go through
139 the firewall, remove rules 01010 and 01011.
140 .Pp
141 Finally, note that the use of internal addresses represents a
142 big piece of our firewall protection mechanism.  With proper
143 spoofing safeguards in place, nothing outside can directly
144 access an internal (LAN1 or LAN2) host.
145 .Bd -literal
146 # /etc/rc.conf
147 #
148 firewall_enable="YES"
149 firewall_type="/etc/ipfw.conf"
150
151 # temporary port binding range let
152 # through the firewall.
153 #
154 # NOTE: heavily loaded services running through the firewall may require
155 # a larger port range for local-size binding.  4000-10000 or 4000-30000
156 # might be a better choice.
157 ip_portrange_first=4000
158 ip_portrange_last=5000
159 \&...
160 .Ed
161 .Bd -literal
162 # /etc/ipfw.conf
163 #
164 # FIREWALL: the firewall machine / nat gateway
165 # LAN0      10.0.0.X and 192.100.5.X (dual homed)
166 # LAN1      10.0.1.X
167 # LAN2      10.0.2.X
168 # sw:       ethernet switch (unmanaged)
169 #
170 # 192.100.5.x represents IP addresses exposed to the Internet
171 # (i.e. Internet routeable).  10.x.x.x represent internal IPs
172 # (not exposed)
173 #
174 #   [LAN1]
175 #      ^
176 #      |
177 #   FIREWALL -->[LAN2]
178 #      |
179 #   [LAN0]
180 #      |
181 #      +--> exposed host A
182 #      +--> exposed host B
183 #      +--> exposed host C
184 #      |
185 #   INTERNET (secondary firewall)
186 #    ROUTER
187 #      |
188 #    [Internet]
189 #
190 # NOT SHOWN:  The INTERNET ROUTER must contain rules to disallow
191 # all packets with source IP addresses in the 10. block in order
192 # to protect the dual-homed 10.0.0.x block.  Exposed hosts are
193 # not otherwise protected in this example - they should only bind
194 # exposed services to exposed IPs but can safely bind internal
195 # services to internal IPs.
196 #
197 # The NAT gateway works by taking packets sent from internal
198 # IP addresses to external IP addresses and routing them to natd, which
199 # is listening on port 8668.   This is handled by rule 00300.  Data coming
200 # back to natd from the outside world must also be routed to natd using
201 # rule 00301.  To make the example interesting, we note that we do
202 # NOT have to run internal requests to exposed hosts through natd
203 # (rule 00290) because those exposed hosts know about our
204 # 10. network.  This can reduce the load on natd.  Also note that we
205 # of course do not have to route internal<->internal traffic through
206 # natd since those hosts know how to route our 10. internal network.
207 # The natd command we run from /etc/rc.local is shown below.
208 #
209 #       natd -s -u -a 208.161.114.67
210 #
211 #
212 add 00290 skipto 1000 ip from 10.0.0.0/8 to 192.100.5.0/24
213 add 00300 divert 8668 ip from 10.0.0.0/8 to not 10.0.0.0/8
214 add 00301 divert 8668 ip from not 10.0.0.0/8 to 192.100.5.5
215
216 # Short cut the rules to avoid running high bandwidths through
217 # the entire rule set.  Allow established tcp connections through,
218 # and shortcut all outgoing packets under the assumption that
219 # we need only firewall incoming packets.
220 #
221 # Allowing established tcp connections through creates a small
222 # hole but may be necessary to avoid overloading your firewall.
223 # If you are worried, you can move the rule to after the spoof
224 # checks.
225 #
226 add 01000 allow tcp from any to any established
227 add 01001 allow all from any to any out via fxp0
228 add 01001 allow all from any to any out via fxp1
229 add 01001 allow all from any to any out via fxp2
230
231 # Spoof protection.  This depends on how well you trust your
232 # internal networks.  Packets received via fxp1 MUST come from
233 # 10.0.1.x.  Packets received via fxp2 MUST come from 10.0.2.x.
234 # Packets received via fxp0 cannot come from the LAN1 or LAN2
235 # blocks.  We can't protect 10.0.0.x here, the Internet router
236 # must do that for us.
237 #
238 add 01500 deny all from not 10.0.1.0/24 in via fxp1
239 add 01500 deny all from not 10.0.2.0/24 in via fxp2
240 add 01501 deny all from 10.0.1.0/24 in via fxp0
241 add 01501 deny all from 10.0.2.0/24 in via fxp0
242
243 # In this example rule set there are no restrictions between
244 # internal hosts, even those on the exposed LAN (as long as
245 # they use an internal IP address).  This represents a
246 # potential security hole (what if an exposed host is
247 # compromised?).  If you want full restrictions to apply
248 # between the three LANs, firewalling them off from each
249 # other for added security, remove these two rules.
250 #
251 # If you want to isolate LAN1 and LAN2, but still want
252 # to give exposed hosts free reign with each other, get
253 # rid of rule 01010 and keep rule 01011.
254 #
255 # (commented out, uncomment for less restrictive firewall)
256 #add 01010 allow all from 10.0.0.0/8 to 10.0.0.0/8
257 #add 01011 allow all from 192.100.5.0/24 to 192.100.5.0/24
258 #
259
260 # SPECIFIC SERVICES ALLOWED FROM SPECIFIC LANS
261 #
262 # If using a more restrictive firewall, allow specific LANs
263 # access to specific services running on the firewall itself.
264 # In this case we assume LAN1 needs access to filesharing running
265 # on the firewall.  If using a less restrictive firewall
266 # (allowing rule 01010), you don't need these rules.
267 #
268 add 01012 allow tcp from 10.0.1.0/8 to 10.0.1.1 139
269 add 01012 allow udp from 10.0.1.0/8 to 10.0.1.1 137,138
270
271 # GENERAL SERVICES ALLOWED TO CROSS INTERNAL AND EXPOSED LANS
272 #
273 # We allow specific UDP services through: DNS lookups, ntalk, and ntp.
274 # Note that internal services are protected by virtue of having
275 # spoof-proof internal IP addresses (10. net), so these rules
276 # really only apply to services bound to exposed IPs.  We have
277 # to allow UDP fragments or larger fragmented UDP packets will
278 # not survive the firewall.
279 #
280 # If we want to expose high-numbered temporary service ports
281 # for things like DNS lookup responses we can use a port range,
282 # in this example 4000-65535, and we set to /etc/rc.conf variables
283 # on all exposed machines to make sure they bind temporary ports
284 # to the exposed port range (see rc.conf example above)
285 #
286 add 02000 allow udp from any to any 4000-65535,domain,ntalk,ntp
287 add 02500 allow udp from any to any frag
288
289 # Allow similar services for TCP.  Again, these only apply to
290 # services bound to exposed addresses.  NOTE: we allow 'auth'
291 # through but do not actually run an identd server on any exposed
292 # port.  This allows the machine being authed to respond with a
293 # TCP RESET.  Throwing the packet away would result in delays
294 # when connecting to remote services that do reverse ident lookups.
295 #
296 # Note that we do not allow tcp fragments through, and that we do
297 # not allow fragments in general (except for UDP fragments).  We
298 # expect the TCP mtu discovery protocol to work properly so there
299 # should be no TCP fragments.
300 #
301 add 03000 allow tcp from any to any http,https
302 add 03000 allow tcp from any to any 4000-65535,ssh,smtp,domain,ntalk
303 add 03000 allow tcp from any to any auth,pop3,ftp,ftp-data
304
305 # It is important to allow certain ICMP types through, here is a list
306 # of general ICMP types.  Note that it is important to let ICMP type 3
307 # through.
308 #
309 #       0       Echo Reply
310 #       3       Destination Unreachable (used by TCP MTU discovery, aka
311 #                                       packet-too-big)
312 #       4       Source Quench (typically not allowed)
313 #       5       Redirect (typically not allowed - can be dangerous!)
314 #       8       Echo
315 #       11      Time Exceeded
316 #       12      Parameter Problem
317 #       13      Timestamp
318 #       14      Timestamp Reply
319 #
320 # Sometimes people need to allow ICMP REDIRECT packets, which is
321 # type 5, but if you allow it make sure that your Internet router
322 # disallows it.
323
324 add 04000 allow icmp from any to any icmptypes 0,3,8,11,12,13,14
325
326 # log any remaining fragments that get through.  Might be useful,
327 # otherwise don't bother.  Have a final deny rule as a safety to
328 # guarantee that your firewall is inclusive no matter how the kernel
329 # is configured.
330 #
331 add 05000 deny log ip from any to any frag
332 add 06000 deny all from any to any
333 .Ed
334 .Sh PORT BINDING INTERNAL AND EXTERNAL SERVICES
335 We've mentioned multi-homing hosts and binding services to internal or
336 external addresses but we haven't really explained it.  When you have a
337 host with multiple IP addresses assigned to it, you can bind services run
338 on that host to specific IPs or interfaces rather than all IPs.  Take
339 the firewall machine for example:  With three interfaces
340 and two exposed IP addresses
341 on one of those interfaces, the firewall machine is known by 5 different
342 IP addresses (10.0.0.1, 10.0.1.1, 10.0.2.1, 192.100.5.5, and say
343 192.100.5.1).  If the firewall is providing file sharing services to the
344 windows LAN segment (say it is LAN1), you can use samba's 'bind interfaces'
345 directive to specifically bind it to just the LAN1 IP address.  That
346 way the file sharing services will not be made available to other LAN
347 segments.  The same goes for NFS.  If LAN2 has your UNIX engineering
348 workstations, you can tell nfsd to bind specifically to 10.0.2.1.  You
349 can specify how to bind virtually every service on the machine and you
350 can use a light
351 .Xr jail 8
352 to indirectly bind services that do not otherwise give you the option.
353 .Sh SEE ALSO
354 .Xr dummynet 4 ,
355 .Xr ipfw 4 ,
356 .Xr rc.conf 5 ,
357 .Xr smb.conf 5 Pq Pa pkgsrc/net/samba ,
358 .Xr samba 7 Pq Pa pkgsrc/net/samba ,
359 .Xr config 8 ,
360 .Xr ipfw 8 ,
361 .Xr jail 8 ,
362 .Xr natd 8 ,
363 .Xr nfsd 8
364 .Sh ADDITIONAL READING
365 .Xr pf 4 ,
366 .Xr pf.conf 5 ,
367 .Xr pfctl 8
368 .Sh HISTORY
369 The
370 .Nm
371 manual page was originally written by
372 .An Matthew Dillon
373 and first appeared
374 in
375 .Fx 4.3 ,
376 May 2001.