五问 Linux 网络防火墙(五):nftables 与 iptables 框架对比

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问题5:nftables 和 iptables 对应的内核框架是什么,有什么相同点和不同点

nftablesiptables 是 Linux 内核中用于网络流量过滤的两种框架。它们在设计、实现和功能上有许多相同点和不同点。以下是对这两者的内核框架及其相同点和不同点的详细比较。

1. 内核框架

1.1 iptables

  • 内核模块iptables 主要依赖于多个内核模块,如 ip_tablesip6_tablesarp_tables 等。这些模块负责处理不同类型的网络流量(IPv4、IPv6、ARP)。
  • 链和规则iptables 使用链(chains)和规则(rules)来管理网络流量。每个链包含一组规则,数据包在到达时会依次检查这些规则。

1.2 nftables

  • 统一框架nftables 是一个统一的框架,使用单一的内核模块 nftables 来处理所有类型的网络流量,包括 IPv4、IPv6、ARP 和 NAT。
  • 表、链和规则nftables 使用表(tables)、链(chains)和规则(rules)来组织和管理网络流量。它引入了更灵活的数据结构,如哈希表和树形结构,以提高性能。

2. 相同点

  • 功能:两者都用于网络流量过滤、NAT、包转发和防火墙规则管理。
  • 基本概念:都使用链和规则的概念来处理数据包,允许用户定义匹配条件和相应的动作。
  • 内核集成:两者都集成在 Linux 内核中,能够直接处理网络数据包。

3. 不同点

3.1 数据结构

  • iptables:使用链表结构来存储规则,导致在规则数量较多时性能下降。
  • nftables:使用哈希表和树形结构,提供更高效的规则匹配和管理,避免了线性查找的性能瓶颈。

3.2 规则管理

  • iptables:每种协议(IPv4、IPv6、ARP)都有独立的命令行工具和规则管理,增加了管理的复杂性。
  • nftables:提供统一的命令行工具 nft,可以管理所有类型的网络流量,简化了管理和配置。

3.3 性能

  • iptables:在处理大量规则时,性能可能会受到影响,特别是在高并发场景中。
  • nftables:通过优化的数据结构和批量处理能力,提供更好的性能,适合高流量和高并发的环境。

3.4 规则优先级

  • iptables:规则的匹配顺序是线性的,无法灵活设置优先级。
  • nftables:支持为规则设置优先级,允许更灵活的规则管理。

3.5 事件驱动

  • iptables:不支持事件驱动的机制,所有规则都是静态的。
  • nftables:支持事件驱动的机制,可以在特定事件发生时触发规则的执行。

4. 总结

  • iptablesnftables 都是用于网络流量过滤的强大工具,但 nftables 通过统一的框架、优化的数据结构和灵活的规则管理,解决了 iptables 的许多痛点和瓶颈。
  • 在现代 Linux 系统中,nftables 被视为更先进的选择,适合高流量和高并发的网络环境。