Nftables und layer2 Firewall: Unterschied zwischen den Versionen

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*Kontrolle auf der bridgefw auf den Schnittstellen enp0s8 und enp0s9 per tcpdump
  
 
=Bridge-Filterung=
 
=Bridge-Filterung=

Aktuelle Version vom 1. Oktober 2026, 08:27 Uhr

Template

  • debian-template klonen mit dem Namen bridgefw

Vorab

Bei Virtualisierungen Bridge Ports auf Promisc setzen
  • Das sind Adapater 2 und Adapater 3
  • Dies erlaubt der virtuellen Netzwerkkarte, auch Pakete zu empfangen, die nicht an ihre MAC-Adresse gerichtet sind - notwendig für den Bridge-Betrieb.

Vm-promisc-1.png

VirtualBox
  • Unter "Erweitert" den Promiscuous Mode auf "Allow All" stellen (siehe Bild).
Proxmox/KVM
  • An der Linux-Bridge des Hosts ist nichts einzustellen.
  • Ist die Proxmox-Firewall für die VM aktiv, muss dort der MAC-Filter ausgeschaltet werden, sonst werden fremde MAC-Adressen verworfen.
In der VM selbst
  • Die Bridge schaltet ihre Ports beim Hochfahren automatisch in den Promiscuous Mode, hier ist nichts zu tun.


Netzkonfiguration BRDIGEFW

Parameter Wert Erläuterung
Netzwerk (NIC 1) SERVER Interface-Zuweisung in VirtualBox
Netzwerk (NIC 2) DMZ Interface-Zuweisung in VirtualBox (Promiscuous-Modus Allow all)
Netzwerk (NIC 3) DMZ-OUT Interface-Zuweisung in VirtualBox (Promiscuous-Modus Allow all)
IP 10.2XX.1.9 Statische IP
CIDR 24 Classless Inter-Domain Routing Präfixlänge
GW 10.2XX.1.1 GATEWAY
NS 10.88.2XX.21 Resolver
FQDN bridgefw.it2XX.int Fully Qualified Domain Name
SHORT smb Short Name
DOM it2XX.int Domain Name

Setup

  • debian-setup.sh -f bridgefw.it2XX.int -a 10.2XX.1.9/24 -n 10.88.2XX.21 -g 10.2XX.1.1

Auf dem Hostsystem

  • vi ~/.ssh/config
 Host bridgefw
  Hostname 10.2XX.1.9
  User kit
  ProxyJump kit@fw
Key übertragen
  • ssh-copy-id bridgefw
Einloggen
  • ssh bridgefw

Was ist eine Layer 2 Firewall?

  • Eine normale Firewall arbeitet auf Layer 3 (IP-Ebene) und benötigt eine IP-Adresse im Datenpfad.
  • Eine Layer 2 Firewall greift dagegen auf Ethernet-Ebene (MAC) - sie kann transparent zwischen zwei Netzwerksegmente gestellt werden, ohne eine eigene IP-Adresse im Datenpfad zu benötigen.
  • Der Datenverkehr läuft über eine Bridge, die nftables zur Filterung nutzt.
  • Die Clients merken von der Firewall nichts: Gateway, Adressen und Subnetz bleiben unverändert.

Schaubild

Installation der Bridgeutils

  • apt install bridge-utils
  • Das Paket liefert die Skripte, mit denen ifupdown die Optionen bridge_ports, bridge_fd und bridge_stp auswertet.

/etc/network/interfaces

auto lo
iface lo inet loopback

auto enp0s3
iface enp0s3 inet static
 address 10.2XX.1.9/24
 gateway 10.2XX.1.1
 dns-nameservers 10.88.2XX.21
 dns-search it2XX.int

auto enp0s8
iface enp0s8 inet manual

auto enp0s9
iface enp0s9 inet manual

auto vmbr0
iface vmbr0 inet manual
    bridge_ports enp0s8 enp0s9
    bridge_fd 0
    bridge_stp no

Hinweise zur Konfiguration
enp0s3
  • Management-Interface mit eigener IP-Adresse. Es liegt nicht in der Bridge.
vmbr0 inet manual
  • Die Bridge bekommt bewusst keine IP-Adresse - sie arbeitet rein transparent.
bridge_fd 0
  • Forward Delay. Er wird nur bei aktivem STP genutzt: Die Ports durchlaufen dann die Zustände Listening und Learning, bevor sie Pakete weiterleiten.
  • Ohne STP schaltet der Kernel die Ports sofort auf Forwarding. Der Wert 0 macht das explizit.
bridge_stp no
  • STP (Spanning Tree Protocol) ist deaktiviert. Da nur zwei Ports vorhanden sind, ist kein Loop möglich und STP nicht notwendig.
Bridge starten
  • ifup vmbr0

Kontrolle der Bridge

Welche Ports gehören zur Bridge und in welchem Zustand sind sie?
  • bridge link show
Welche MAC-Adressen hat die Bridge an welchem Port gelernt? (FDB)
  • bridge fdb show br vmbr0 | grep -v permanent
Welche Interfaces gehören zu Bridgen
  • brctl show
bridge name	bridge id		STP enabled	interfaces
vmbr0		8000.76e085f914d6	no		enp0s8
							enp0s9

Erste Maschine hinte die Bridge Firewall plazieren

  • www -> Interface auf DMZ-OUT ändern
  • Ping mal von www nach 1.1.1.1
  • Kontrolle auf der bridgefw auf den Schnittstellen enp0s8 und enp0s9 per tcpdump

Bridge-Filterung

Arten von Bridge-Ketten

  • Die Bridge-Familie bietet fünf Kettenarten (Hooks):
prerouting
  • Hier können Pakete vor der Forward-Datenbank (FDB) Entscheidung gefiltert werden.
  • Die FDB liefert den Bridge-Port, der für eine bestimmte Ziel-MAC-Adresse verwendet wird.
  • Wenn es noch keinen Eintrag in der FDB für eine gegebene Ziel-MAC gibt, werden die Pakete an alle Bridge-Ports geflutet.
  • Nach der FDB-Entscheidung können Pakete entweder dem Eingangs- oder dem Weiterleitweg folgen.
input
  • Hier können Pakete gefiltert werden, die an den IP-Stack übergeben werden.
  • Wenn die Bridge-Schnittstelle eine IP-Adresse hat und Pakete an diese IP-Adresse gehen, folgen die Pakete diesem Pfad (die Pakete verlassen die Bridge und treten in den IP-Stack ein).
forward
  • Diese Hook filtert Pakete, die von einem Bridge-Port eingehen und an einen anderen Bridge-Port geliefert werden (der Bridge-Weiterleitungspfad).
  • Im vorliegenden Szenario wird ausschließlich diese Chain genutzt - die Bridge hat keine IP-Adresse im Datenpfad, es wird rein gebridged.
output
  • Hier können Pakete gefiltert werden, die vom IP-Stack kommen und deren Ziel ein Bridge-Port ist.
postrouting
  • Hier können Pakete gefiltert werden, die entweder vom IP-Stack kommen oder von einem anderen Bridge-Port weitergeleitet werden.

Bridge-Familie und br_netfilter

  • Gebridgte Pakete laufen normalerweise nur durch die Ketten der Bridge-Familie, nicht durch ip/inet-Tabellen.
  • Ist jedoch das Kernelmodul br_netfilter geladen (z.B. automatisch durch Docker), laufen sie zusätzlich durch die ip/inet-Hooks. Das führt zu schwer nachvollziehbaren Effekten.
  • Kontrolle:
lsmod | grep br_netfilter
  • Keine Ausgabe bedeutet: Modul nicht geladen, alles in Ordnung.

ARP

  • ARP ist im Gegensatz zur Layer 3 Firewall nicht automatisch freigeschaltet und muss explizit erlaubt werden.
  • Eine Layer 3 Firewall sieht ARP gar nicht, weil ARP kein IP-Protokoll ist. Die Bridge sieht dagegen jeden Ethernet-Frame.
  • Ohne ARP-Freischaltung ist keine Kommunikation im Netz möglich, da MAC-Adressen nicht aufgelöst werden können.
  • Beispiel zum Akzeptieren von ARP-Paketen: nft add rule bridge filter forward ether type arp accept

Zustandsabhängige Filterung

  • Die Bridge-Familie unterstützt Connection Tracking (Verbindungsverfolgung), ab Kernel 5.3.
  • Durch Matching auf den Verbindungsstatus (ct state) können bestehende Verbindungen automatisch durchgelassen werden, ohne jede Richtung explizit freizuschalten.
Die wichtigsten Zustände
new
  • Erstes Paket einer Verbindung.
established
  • Paket gehört zu einer bereits bekannten Verbindung.
related
  • Paket gehört zu einer bekannten Verbindung, ist aber eine eigene (z.B. ICMP-Fehlermeldung zu einer TCP-Verbindung).
Besonderheit in der Bridge
  • Connection Tracking gibt es hier nur für IP. ARP wird nicht verfolgt und braucht deshalb eigene Regeln.

Bridge Firewall

Regeln

Konzept
  • enp0s8 ist die offene Seite (z.B. Richtung Internet/unsicheres Netz)
  • enp0s9 ist die gefilterte Seite (z.B. internes Netz)
  • enp0s3 ist das Management-Interface im vertrauenswürdigen LAN, es wird hier nicht gefiltert
  • Die Bridge selbst hat keine IP-Adresse und ist aus den gefilterten Netzen nicht erreichbar
  • Policy ist drop - alles was nicht explizit erlaubt ist, wird verworfen
  • cat /etc/nftables.conf
#!/usr/sbin/nft -f

define open    = enp0s8
define filter  = enp0s9

flush ruleset

table bridge filter {
        chain forward {
                type filter hook forward priority 0; policy drop;

                # Bestehende Verbindungen durchlassen (Connection Tracking)
                ct state established,related accept

                # ARP freischalten (beide Richtungen notwendig)
                iif $open   ether type arp accept
                iif $filter ether type arp accept

                #### ICMP von filter nach open freischalten
                #iif $filter oif $open ip protocol icmp ct state new accept

                #### DNS von filter nach open freischalten (UDP und TCP)
                #iif $filter oif $open udp dport 53 ct state new accept
                #iif $filter oif $open tcp dport 53 ct state new accept

                #### HTTP von filter nach open freischalten
                #iif $filter oif $open tcp dport 80 ct state new accept

                #### HTTPS von filter nach open freischalten
                #iif $filter oif $open tcp dport 443 ct state new accept

                #### DHCP: Clients auf der filter-Seite, Server auf der open-Seite
                #iif $filter oif $open udp sport 68 udp dport 67 accept
                #iif $open oif $filter udp sport 67 udp dport 68 accept

                #### Alles von open nach filter freischalten
                #iif $open oif $filter ct state new accept

                # Abgelehnte Pakete loggen (sichtbar mit journalctl)
                # begrenzt auf 10 Meldungen pro Sekunde
                limit rate 10/second log prefix " nft-drop"
        }
}
Hinweis zur Reihenfolge
  • Die Regeln werden von oben nach unten abgearbeitet, das erste accept oder drop beendet die Prüfung.
  • established,related steht ganz oben, weil die meisten Pakete zu bestehenden Verbindungen gehören - das spart Rechenzeit.
Hinweis zu ICMP
  • Die ICMP-Regel matcht nur IPv4. IPv6 wird in diesem Szenario nicht betrachtet.
Hinweis zu DNS
  • DNS nutzt normalerweise UDP. Bei großen Antworten (z.B. DNSSEC) weicht es auf TCP aus. Ohne die TCP-Regel schlagen solche Anfragen scheinbar zufällig fehl.
Hinweis zu DHCP
  • Die DHCP-Regeln werden nur gebraucht, wenn Clients auf der gefilterten Seite ihre Adresse von einem Server auf der offenen Seite beziehen.
  • Connection Tracking hilft hier nicht: Der Client fragt per Broadcast an, die Antwort des Servers passt daher zu keiner bekannten Verbindung. Deshalb werden beide Richtungen ohne ct state freigeschaltet.
Hinweis zu VLANs
  • VLAN-getaggte Frames werden durch die Policy verworfen. Sollen getaggte Frames die Bridge passieren, sind eigene Regeln nötig. Das ist nicht Teil dieses Szenarios.
Hinweis zum Log
  • Das führende Leerzeichen in " nft-drop" ist Absicht - es verbessert die Lesbarkeit im Kernel-Log.
  • Die Begrenzung per limit verhindert, dass Broadcasts das Journal fluten. Pakete über dem Limit werden trotzdem verworfen, nur nicht mehr geloggt.

Regel Handling

Laden der Regeln
  • nft -f /etc/nftables.conf
Kontrolle der Regeln
  • nft list ruleset
Löschen der Regeln
  • nft flush ruleset
Regeln beim Booten laden
  • systemctl enable --now nftables
  • Der Dienst lädt beim Start /etc/nftables.conf.

Achtung: Fail-open

  • Eine Bridge ohne Regelwerk leitet alles weiter. Die Firewall ist dann ein einfaches Kabel.
  • Das passiert:
    • nach nft flush ruleset
    • wenn der Dienst nftables nicht aktiviert ist
    • wenn /etc/nftables.conf einen Syntaxfehler hat und nicht geladen wird
  • Nach jeder Änderung daher mit nft list ruleset prüfen, ob das Regelwerk wirklich aktiv ist.
  • Syntax vorher testen, ohne zu laden:
nft -c -f /etc/nftables.conf

Live Log der Regel Verstöße

  • journalctl -f -t kernel -g "nft-drop"

Verbindungen beobachten

  • apt install conntrack
Alle erfassten Verbindungen anzeigen
  • conntrack -L
Neue Verbindungen live verfolgen
  • conntrack -E

Fehlersuche mit Trace

  • Mit nftrace lässt sich der Weg eines Pakets Regel für Regel verfolgen.
  • Eine zusätzliche Chain markiert die interessierenden Pakete, hier ICMP:
nft add chain bridge filter trace '{ type filter hook prerouting priority 0; }'
nft add rule bridge filter trace ip protocol icmp meta nftrace set 1
  • In einem zweiten Terminal mitlesen:
nft monitor trace
  • Die Ausgabe zeigt für jedes markierte Paket jede durchlaufene Regel und das Ergebnis (accept/drop).
  • Zum Entfernen einfach das Regelwerk neu laden:
nft -f /etc/nftables.conf

Übung

  • Regelwerk wie oben laden, alle mit #### markierten Regeln sind auskommentiert.
  • Parallel den Live-Log laufen lassen.
Schritt 1
  • Von einem Client auf der gefilterten Seite das Gateway anpingen. Was passiert, was steht im Log?
  • ICMP-Regel aktivieren, neu laden, erneut testen.
Schritt 2
  • Mit dig eine Namensauflösung testen, dann die DNS-Regeln aktivieren.
Schritt 3
  • Mit curl eine HTTP- und eine HTTPS-Seite abrufen, dann die Regeln für Port 80 und 443 aktivieren.
Schritt 4
  • Mit conntrack -L die entstandenen Verbindungen ansehen.
  • Warum kommt die Antwort des Webservers durch, obwohl es keine Regel von open nach filter gibt?
Schritt 5
  • Die beiden ARP-Regeln auskommentieren und neu laden. Was passiert mit bestehenden und mit neuen Verbindungen?
  • Tipp: ip neigh flush all auf dem Client leert den ARP-Cache.
Schritt 6
  • Den Dienst nftables stoppen bzw. nft flush ruleset ausführen und erneut testen. Was bedeutet das für den Betrieb?

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