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高效管理IP集合利器ipset

🚀为什么需要ipset

在 Linux 防火墙管理中，当需要处理大量 IP 地址时，传统的 iptables 会面临性能瓶颈。例如，封禁 10,000 个 IP 需要创建 10,000 条 iptables 规则，导致：

  • ❌ 规则匹配效率低下
  • ❌ 内存占用巨大
  • ❌ 管理维护困难

ipset 应运而生，它将多个 IP/端口/MAC 地址存储在高效的集合结构中，通过单条 iptables 规则即可匹配整个集合，性能提升 10-100 倍！

🚀ipset核心优势

1. 性能对比

场景 iptables ipset 提升倍数
10,000个IP封禁 10,000条规则 1条规则 + 1个集合 100倍
内存占用 300MB+ 5-10MB 30-60倍
规则匹配 O(n) 线性扫描 O(1) 哈希查找 指数级

2. 适用场景

  • DDoS防护：快速封禁攻击源 IP
  • 地理封锁：批量管理国家 IP 段
  • 安全组：动态 IP 白名单/黑名单
  • 负载均衡：后端服务器集合管理
  • 网络审计：流量监控 IP 集合

🚀基础安装与配置

1. 安装ipset

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# Ubuntu/Debian
sudo apt update && sudo apt install ipset

# CentOS/RHEL
sudo yum install ipset

# 验证安装
ipset --version

2. 内核模块加载

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# 检查支持的内核模块
lsmod | grep ip_set

# 手动加载常用模块
sudo modprobe ip_set_hash_net
sudo modprobe ip_set_hash_ip

🚀常用实战案例

1. 案例1：IP黑名单管理

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# 1. 创建黑名单集合（30分钟自动过期）
ipset create blacklist hash:ip timeout 1800

# 2. 添加恶意IP
ipset add blacklist 203.0.113.5
ipset add blacklist 198.51.100.10 timeout 3600  # 单独设置1小时超时

# 3. 绑定iptables规则
iptables -I INPUT -m set --match-set blacklist src -j DROP

# 4. 实时查看
ipset list blacklist

2. 案例2：国家IP段封锁

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# 1. 创建国家IP集合
ipset create cn_ip hash:net maxelem 10000

# 2. 下载并添加中国IP段
wget -O cn.zone http://www.ipdeny.com/ipblocks/data/countries/cn.zone
while read line; do ipset add cn_ip $line; done < cn.zone

# 3. 封锁中国IP访问80端口
iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -m set --match-set cn_ip src -j DROP

3. 案例3：动态端口白名单

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# 1. 创建IP+端口集合
ipset create whitelist hash:ip,port

# 2. 添加可信IP和端口
ipset add whitelist 192.168.1.100,tcp:22    # SSH访问
ipset add whitelist 192.168.1.200,tcp:80,443 # Web服务

# 3. 设置白名单策略
iptables -A INPUT -m set --match-set whitelist src,dst -j ACCEPT
iptables -A INPUT -j DROP  # 默认拒绝

4. 案例4：DDoS防护自动封禁

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#!/bin/bash
# 自动封禁频繁连接IP

IPSET_NAME="ddos_protect"
THRESHOLD=100  # 每秒100个连接

# 创建集合
ipset create $IPSET_NAME hash:ip timeout 600  # 封禁10分钟

# 监控并自动封禁
tcpdump -nni eth0 | awk '{print $3}' | cut -d. -f1-4 | \
sort | uniq -c | while read count ip; do
    if [ $count -gt $THRESHOLD ]; then
        echo "封禁IP: $ip (连接数: $count)"
        ipset add $IPSET_NAME $ip 2>/dev/null
    fi
done

🚀与iptables高级集成

1. 多重条件匹配

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ipset create src_ips hash:ip
ipset create dst_ports hash:port

# 同时匹配源IP集合和目标端口集合
iptables -A FORWARD -m set --match-set src_ips src \
                    -m set --match-set dst_ports dst \
                    -j LOG --log-prefix "MATCHED: "

2. 连接状态+ipset组合

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# 只对新连接应用ipset规则
iptables -A INPUT -m conntrack --ctstate NEW \
                  -m set --match-set blacklist src \
                  -j DROP

🚀持久化与备份

1. 保存ipset配置

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# 保存所有集合到文件
ipset save > /etc/ipset.rules

# 保存特定集合
ipset save blacklist > /etc/ipset-blacklist.rules

2. 恢复ipset配置

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# 从文件恢复
ipset restore < /etc/ipset.rules

# 清空后恢复（启动脚本）
ipset destroy blacklist 2>/dev/null
ipset restore -f /etc/ipset-blacklist.rules

🚀性能优化技巧

1. 合理设置哈希表大小

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# 根据元素数量预估hashsize（通常为maxelem的1/4）
ipset create optimized hash:ip hashsize 4096 maxelem 100000

2. 使用网络位图优化小范围IP

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# 适用于连续IP段（如192.168.1.0/24）
ipset create lan_ips bitmap:ip range 192.168.1.0/24

3. 超时机制避免集合膨胀

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# 自动清理过期元素
ipset create temp_ips hash:ip timeout 600 family inet6  # IPv6支持

🚀核心管理命令

1. 集合生命周期管理

命令 功能 示例
create 创建新集合 ipset create blacklist hash:ip
destroy 删除集合 ipset destroy blacklist
flush 清空集合元素 ipset flush blacklist
rename 重命名集合 ipset rename blacklist blocklist

2. 元素操作命令

命令 功能 示例
add 添加元素 ipset add blacklist 192.168.1.100
del 删除元素 ipset del blacklist 192.168.1.100
test 检查元素存在 ipset test blacklist 192.168.1.100

3. 信息查询命令

命令 功能 示例
list 显示集合内容 ipset list 或 ipset list blacklist
save 保存到文件 ipset save > ipset.rules
restore 从文件恢复 ipset restore < ipset.rules

🚀常用参数总结

1. 集合创建参数

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# 基础语法
ipset create <集合名> <类型> [选项]

# 常用选项
hashsize 1024      # 哈希表初始大小
maxelem 65536      # 最大元素数量
timeout 300        # 元素自动超时(秒)
counters           # 启用流量计数
family inet6       # IPv6支持 (默认inet)

2. 集合类型快速参考

类型 语法 存储格式 典型用途
hash:ip hash:ip 单个IP地址 IP黑名单
hash:net hash:net IP网段 国家封锁
hash:ip,port hash:ip,port IP+端口组合 服务访问控制
hash:net,port hash:net,port 网段+端口 部门策略
bitmap:ip bitmap:ip range x.x.x.x/y IP范围位图 局域网管理
list:set list:set 集合的集合 复杂策略组合

3. 元素添加参数

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# 超时设置
ipset add blacklist 192.168.1.100 timeout 3600  # 1小时后自动移除
# 带注释
ipset add blacklist 192.168.1.100 comment "恶意扫描IP"
# 物理接口绑定
ipset add blacklist 192.168.1.100 skbmark 0x1  # 匹配标记的数据包

4. 高级匹配参数

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# 端口范围
ipset add service_ports 80,443,8000-8080
# IP网段
ipset add network_blocks 192.168.0.0/16
# MAC地址
ipset add mac_list 00:11:22:33:44:55

专题: Linux命令之网络管理

本文发表于 2025-06-03，最后修改于 2025-10-06。

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