go-iptables功能与源码详解

于顾而言2024-03-22 11:14

1. 什么是iptables

介绍iptables之前我们先搬出他的父亲netfilter，netfilter是基于Linux 2.4.x或更新的内核，提供了一系列报文处理的能力（过滤+改包+连接跟踪），具体来讲可以包含以下几个功能：

  • 构建基于无状态和有状态的互联网防火墙，且支持部署高可用集群
  • 如果你没有很多公网ip，那么你的局域网内部可以使用nat技术共享公网访问
  • 使用nat技术进行透明代理，你的公网暴露ip转换为你的真实的内网服务ip
  • 构建复杂的qos和策略路由器
  • 进一步的数据包操作（修改），如更改ip头部的tos/dscp/ecn位。

其实说白了，netfilter就是操作系统实现了网络防火墙的能力（连接跟踪+过滤+改包），而iptables就是用户态操作内核中防火墙能力的命令行工具，位于用户空间。快问快答，为啥计算机系统需要内核态和用户态（狗头）。

既然netfilter是对报文进行处理，那么我们就应该先了解一下内核是如何进行收发包的，发生报文大致流程如下：

  • 用户态（User Space）程序 Client 向另一台主机上的 Server 发送数据，需要通过调用内核态（Kernel Space）提供给用户态的 Socket 抽象层接口发送数据；
  • Socket 抽象层接口收到用户态数据后，向下交给传输层接口（TCP 或 UDP）；
  • 传输层负责创建sk_buff，并将用户数据（应用层数据）填充到缓冲区，做合法性检查后，添加传输层头部，并通过网络层注册的接口将数据包交给网络层处理；
  • 网络层收到传输层数据包后，会查询路由表，决定数据包去向，如果是需要发出的数据包，会填充网络层头部，并交到内核虚拟网络接口设备的发送队列中；
  • 虚拟网络接口从发送队列获取数据，调用对应网卡驱动发送数据

netfilter框架就是作用于网络层中，在一些关键的报文收发处理路径上，加一些hook点，可以认为是一个个检查点，有的在主机外报文进入的位置（PREROUTING​），有的在经过路由发觉要进入本机用户态处理之前（INPUT​），有的在用户态处理完成后发出的地方（OUTPUT​），有的在报文经过路由并且发觉不是本机决定转发走的位置（FOWARD​），有的在路由转发之后出口的位置（POSTROUTING​），每个检查点有不同的规则集合，这些规则会有一定的优先级顺序，如果报文达到匹配条件（五元组之类的）且优先级最高的规则（序号越小优先级越高），内核会执行规则对应的动作，比如说拒绝，放行，记录日志，丢弃。

lua 复制代码 
                                  userspace process
                                  ^                |
                                  |                |
                             _____|____       ____/___
                            /          \     /         \
                            |   input   |    |  output  |
                            __________/     _________/
                                 ^                 |
                                 |                 |
       __________            ---------       _____/_____
      /          \           |Routing |     /            \
  ---> prerouting ---------> |decision|     | postrouting |
      __________/           ----------     ____________/  
                                 |                 ^        
                            ____/___              |        
                           /         \             |        
                           | forward |--------------     
                           _________/

最后总结如下图所示，里面包含了netfilter框架中，报文在网络层先后经过的一些hook点：

报文转发视角：

iptables命令行工具管理视角：

规则种类：

makefile 复制代码 
filter表: 负责过滤功能

nat表: 网络地址转换功能

mangle表: 报文解封装，改包

raw表: 连接追踪，记录每一条连接的状态，在提升设备转发效率上起到了很大的作用

流入本机路径：

rust 复制代码 
数据进入(通过网线) --> 链接网卡设备 --> 网络接口层 --> Netfilter 
--> 在网络层时会经过PREROUTING链 --> TCP UDP协议 --> 进入用户层之前(INPUT链) --> 到达用户层

经过本机路径：

rust 复制代码 
数据进入 --> PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING --> 出去

流出本机路径：

rust 复制代码 
用户操作命令工具(iptables) --> OUTPUT链 --> ip_tables内核模块 
--> Netfilter(防火墙) --> 网络层 --> 网络接口层 --> POSTROUTING链 --> 设备驱动 --> 网络传输出

2. iptables命令实战

由上一章节我们已经知道了iptables是用户态的命令行工具，目的就是为了方便我们在各个检查点增删改查不同种类的规则，命令的格式大致如下，简单理解就是针对具体的哪些流（五元组+某些特定协议还会有更细分的匹配条件，比如说只针对tcp syn报文）进行怎样的动作（端口ip转换或者阻拦放行）：

css 复制代码 
iptables -t nat -I PREROUTING -d 公网IP -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to-destination 10.1.0.1:80

iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

iptables -A FORWARD -p TCP ! --syn -m state --state NEW -j DROP

2.1 最基本的增删改查

增删改查的命令，我们以最常用的filter规则为例，就是最基本的防火墙过滤功能，实验环境我先准备了一个centos7的docker跑起来（docker好啊，实验完了直接删掉，不伤害本机），并通过iptables配置一些命令，然后通过主机向该docker发生ping包，测试增删改查的filter规则是否生效。

1.查询

如果有规则会把他的序号显示出来，后面插入或者删除可以用

iptables -nvL -t filter --line​

可以看出filter规则可以挂载在INPUT，FORWARD，OUTPUT检查点上，并且兜底的规则都是ACCEPT，也就是没有匹配到其他规则就全部放行，这个兜底规则是可以修改的。

我们通过ifconfig查看出docker的ip，然后主机去ping一波：​

然后再去查一下，会发现17 packets, 11414 bytes ---> 对应规则匹配到的报文的个数/字节数：

  1. 新增+删除
    新增一条拒绝的报文，我们直接把docker0网关ip给禁了，这样就无法通过主机ping通docker容器了（如果有疑问，下面有解答，会涉及docker的一些小姿势）：
    iptables -I INPUT -s 172.17.0.1 -j DROP （-I不指定序号的话就是头插）
    iptables -t filter -D INPUT 1

可见已经生效了，拦截了ping包，随后我删除了这条规则，又能够ping通了

  1. 修改

    通过-R可以进行规则修改，但能修改的部分比较少，只能改action，所以我的建议是先通过编号删除规则，再在原编号位置添加一条规则。

  2. 持久化

    当我们对规则进行了修改以后，如果想要修改永久生效，必须使用service iptables save保存规则，当然，如果你误操作了规则，但是并没有保存，那么使用service iptables restart命令重启iptables以后，规则会再次回到上次保存/etc/sysconfig/iptables文件时的模样。

bash 复制代码 
# 配置好yum源以后安装iptables-service 
# yum install -y iptables-services 
# 停止firewalld 
# systemctl stop firewalld 
# 禁止firewalld自动启动 
# systemctl disable firewalld 
# 启动iptables 
# systemctl start iptables 
# 将iptables设置为开机自动启动，以后即可通过iptables-service控制iptables服务 
# systemctl enable iptables

再使用service iptables save命令保存iptables规则

  1. 自定义链
    我们可以创建自己的规则集，这样统一管理会非常方便，比如说，我现在要创建一系列的web服务相关的规则集，但我查询一波INPUT链一看，妈哎，200条规则，这200条规则有针对mail服务的，有针对sshd服务的，有针对私网IP的，有针对公网IP的，我这看一遍下来头都大了，所以就产生了一个非常合理的需求，就是我能不能创建自己的规则集，然后让这些检查点引用，答案是可以的：
    iptables -t filter -N MY_WEB

iptables -t filter -I INPUT -p tcp --dport 80 -j MY_WEB

这就相当于tcp目的端口80的报文会被送入到MY_WEB规则集中进行匹配了，后面有陆续新规则进行增删时，完全可以只针对MY_WEB进行维护。

还有不少命令，详见这位大佬的总结：

Linux iptables常用命令​www.cnblogs.com/ilinuxer/p/6364064.html

回过头来，讲一个关于docker的小知识点，就是容器和如何通过主机通讯的？

这就是veth-pair技术，一端连接彼此，一端连接协议栈，evth---pair 充当一个桥梁，连接各种虚拟网络设备的。

我们在容器内和主机敲一下ifconfig：

看到了吧，容器内的eth0和主机的veth41589a9就是成对出现的，然后各个主机的虚拟网卡通过docker0互联，也实现了容器间的通信，大致如下：

我们抓个包看一哈：

[root@ec58b2c87238 ens33]# tcpdump -i eth0 -vvvvvv

tcpdump: listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes

06:03:28.342113 IP (tos 0x0, ttl 64, id 51104, offset 0, flags [DF], proto ICMP (1), length 84)

可以看出都是通过docker0网关转发的：

2.2 一些iptables常见的配置场景

  1. 允许回环连接

    例如，如果您运行ping localhost或ping 127.0.0.1，您的服务器将使用回环接口对自身进行ping测试。如果 您配置应用程序服务器以使用本地主机地址连接到数据库服务器，也将使用回环接口。

    sudo iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT

  2. 允许已建立和相关的传入连接

    由于网络流量通常需要双向（传入和传出）才能正常工作，通常会创建一个防火墙规则来允许已建立和相关的传入流量，以便服务器允许由服务器自身发起的传出连接的返回流量。

    sudo iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT

  3. 允许内部网络访问外部网络

    假设eth0是您的外部网络接口，而eth1是您的内部网络接口，以下命令将允许内部网络访问外部网络：

    sudo iptables -A FORWARD -i eth1 -o eth0 -j ACCEPT

  4. 丢弃无效数据包

    一些网络流量数据包会被标记为无效。有时记录此类数据包可能很有用，但通常直接丢弃它们也是可以的。

    sudo iptables -A INPUT -m conntrack --ctstate INVALID -j DROP

  5. 阻止IP地址

    要阻止源自特定IP地址（例如203.0.113.51）的网络连接

    sudo iptables -A INPUT -s 203.0.113.51 -j DROP

    sudo iptables -A INPUT -s 203.0.113.51 -j REJECT

  6. 阻止对网络接口的连接

    要阻止来自特定IP地址（例如203.0.113.51）到特定网络接口（例如eth0）的连接，请使用以下命令：

    iptables -A INPUT -i eth0 -s 203.0.113.51 -j DROP

  7. 允许所有传入的SSH连接

    sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 22 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

  8. 允许特定IP地址或子网的传入SSH连接

    要允许来自特定IP地址或子网的传入SSH连接，请指定源地址。例如，如果您想允许整个203.0.113.0/24子网

    sudo iptables -A INPUT -p tcp -s 203.0.113.0/24 --dport 22 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 22 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

  9. 允许传出SSH连接

    如果您的防火墙OUTPUT策略没有设置为ACCEPT，并且您希望允许传出的SSH连接（即您的服务器主动连接到另一台服务器的SSH连接）

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 22 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A INPUT -p tcp --sport 22 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

  10. 允许所有传入的HTTP连接

    sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 80 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

  11. 允许所有传入的HTTPS连接

    sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 443 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 443 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

  12. 允许所有传入的HTTP/HTTPS连接

    sudo iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dports 80,443 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp -m multiport --dports 80,443 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

  13. 允许特定IP地址或子网的传入MySQL连接

    要允许来自特定IP地址或子网的传入MySQL连接，请指定源地址。例如，如果您想允许整个203.0.113.0/24子网进行MySQL连接

    sudo iptables -A INPUT -p tcp -s 203.0.113.0/24 --dport 3306 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 3306 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

  14. 阻止传出的SMTP邮件

    如果您的服务器不应发送传出邮件，您可能希望阻止此类流量。要阻止传出的SMTP邮件（使用端口25）

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 25 -j REJECT

    这将配置iptables拒绝在端口25上的所有传出流量。如果您需要拒绝其他端口号对应的服务，请将上述的25端口替换为相应的端口号。

  15. 允许所有传入的SMTP连接

    要允许服务器响应端口25上的SMTP连接，请运行以下命令：

    sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 25 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 25 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

    第二个命令允许已建立的SMTP连接的传出流量，只有在OUTPUT策略未设置为ACCEPT时才需要。

  16. 允许所有传入的IMAP连接

    要允许服务器响应IMAP连接（端口143），请运行以下命令：

    sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 143 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 143 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

    第二个命令允许已建立的IMAP连接的传出流量，只有在OUTPUT策略未设置为ACCEPT时才需要。

  17. 允许所有传入的POP3连接

    要允许服务器响应POP3连接（端口110），请运行以下命令：

    sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 110 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 110 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

    第二个命令允许已建立的POP3连接的传出流量，只有在OUTPUT策略未设置为ACCEPT时才需要。

  18. 允许所有传入的POP3S连接

    要允许服务器响应POP3S连接（端口995），请运行以下命令：

    sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 995 -m conntrack --ctstate NEW,ESTABLISHED -j ACCEPT

    sudo iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 995 -m conntrack --ctstate ESTABLISHED -j ACCEPT

    第二个命令允许已建立的POP3S连接的传出流量，只有在OUTPUT策略未设置为ACCEPT时才需要。

  19. 隐藏网络内部主机的IP地址，还能够让局域网内的主机共享公网IP，让使用私网IP的主机能够访问互联网，snat

    iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.1.0.0/16 -j SNAT --to-source 公网IP

    如果公网IP是动态获取的，不是固定的，则可以使用MASQUERADE进行动态的SNAT操作，如下命令表示将10.1网段的报文的源IP修改为eth0网卡中可用的地址。

    iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.1.0.0/16 -o eth0 -j MASQUERADE

  20. 透明代理，将公网ip转为实际服务的内网ip，dnat

    iptables -t nat -I PREROUTING -d 公网IP -p tcp --dport 公网端口 -j DNAT --to-destination 私网IP:端口号

    iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.1.0.0/16 -j SNAT --to-source 公网IP

  21. 端口映射

    iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -j REDIRECT --to-ports 8080

    其他机器访问本机的80端口时，会被映射到8080端口，这也是docker端口映射的原理。

最后引用一波朱老板总结的常用套路，作为本章结尾：

1、规则的顺序非常重要。

如果报文已经被前面的规则匹配到，IPTABLES则会对报文执行对应的动作，通常是ACCEPT或者REJECT，报文被放行或拒绝以后，即使后面的规则也能匹配到刚才放行或拒绝的报文，也没有机会再对报文执行相应的动作了（前面规则的动作为LOG时除外），所以，针对相同服务的规则，更严格的规则应该放在前面。

2、当规则中有多个匹配条件时，条件之间默认存在"与"的关系。

如果一条规则中包含了多个匹配条件，那么报文必须同时满足这个规则中的所有匹配条件，报文才能被这条规则匹配到。

3、在不考虑1的情况下，应该将更容易被匹配到的规则放置在前面。

4、当IPTABLES所在主机作为网络防火墙时，在配置规则时，应着重考虑方向性，双向都要考虑，从外到内，从内到外。

5、在配置IPTABLES白名单时，往往会将链的默认策略设置为ACCEPT，通过在链的最后设置REJECT规则实现白名单机制，而不是将链的默认策略设置为DROP，如果将链的默认策略设置为DROP，当链中的规则被清空时，管理员的请求也将会被DROP掉。

3. go-iptables安装

go-iptables是组件库，直接一波import "github.com/coreos/go-i..."​，然后go mod tidy一番，就准备兴致冲冲的跑一波自带的测试用例集，没想到上来就是4个error:

这还了得，我直接去go-iptables的仓库issue上瞅瞅有没有同道中人，果然发现一个类似问题：

虽然都是test failures，但是错的原因是不一样的，但是看他的版本是1.8的，所以我怀疑是我的iptables的版本太老了，一个iptables -v看一眼：

直接用yum update好像不能升级，yum search也没看到最新版本，看来只能下载iptables源码自己编译了，一套连招先打出来：

bash 复制代码 
git clone git://git.netfilter.org/iptables
cd libnftnl
sh autogen.sh
./configure
make
make install

不出意外的话，那就得出点意外了：

那就继续下载源码安装吧，然后发现libmnl​又依赖libnftnl​，所以直接一波大招，netfilter全家桶全安装：

bash 复制代码 
yum install autoconf autogen nftables.x86_64 -y

git clone git://git.netfilter.org/libmnl
cd libmnl
sh autogen.sh
./configure
make
make install

git clone git://git.netfilter.org/libnftnl
cd libnftnl
sh autogen.sh
./configure
make
make install

PKG_CONFIG_PATH=/usr/local/lib/pkgconfig
export PKG_CONFIG_PATH

# 重新进到iptables目录
./configure
make
make install

Finally，再跑一次测试用例就成功了，下面就可以愉快的阅读源码了：

4. 如何使用go-iptables

go 复制代码 
// 新建ipv4 iptables
// 默认是ipv4，等待iptables lock的超时时间为永远，无限等待
ipt, err := New()
if err != nil {
	panic(fmt.Sprintf("New failed: %v", err))
}

// 新建ipv6 iptables
ip6t, err := NewWithProtocol(ProtocolIPv6)
if err != nil {
	panic(fmt.Sprintf("NewWithProtocol(ProtocolIPv6) failed: %v", err))
}

// 列出filter表的所有链
// output: [INPUT FORWARD OUTPUT DOCKER DOCKER-ISOLATION FORWARD FORWARD_IN_ZONES_SOURCE OUTPUT_direct]
originalListChain, err := ipt.ListChains("filter")

// 清除filter表内的某个链的规则，如果没有这个链的话会创建一个出来
chain := "TEST-91382"
err = ipt.ClearChain("filter", chain)

// filter表是否存在"TEST-91382"这个链
// output: true
exists, err := ipt.ChainExists("filter", chain)

// 删除filter表内的某个链，但不能删除非空的链，否则会报err ---> e.IsNotExist()
err = ipt.DeleteChain("filter", chain)

// filter表，"TEST-91382"链尾部追加一条规则
err = ipt.Append("filter", chain, "-s", "0/0", "-j", "ACCEPT")

// 自定义链重命名
newChain := "TEST-91383"
err = ipt.RenameChain("filter", chain, newChain)

// 清空链的规则，并删除这个链
err = ipt.ClearAndDeleteChain("filter", chain)

address1 = "203.0.113.1/32"
address2 = "203.0.113.2/32"
subnet1 = "192.0.2.0/24"
subnet2 = "198.51.100.0/24"
// address1 = "2001:db8::1/128"
// address2 = "2001:db8::2/128"
// subnet1 = "2001:db8:a::/48"
// subnet2 = "2001:db8:b::/48"

// 尾部追加，但如果链中已经存在一样的规则，那就不会重复新增了
err = ipt.AppendUnique("filter", chain, "-s", subnet1, "-d", address1, "-j", "ACCEPT")

// 指定位置新增规则
err = ipt.Insert("filter", chain, 2, "-s", subnet2, "-d", address2, "-j", "ACCEPT")

// 指定位置新增规则， 但如果链中已经存在一样的规则，那就不会重复新增了
err = ipt.InsertUnique("filter", chain, 2, "-s", subnet2, "-d", address2, "-j", "ACCEPT")

// 删除规则
err = ipt.Delete("filter", chain, "-s", subnet1, "-d", address2, "-j", "ACCEPT")

// 修改规则
err = ipt.Replace("filter", chain, 1, "-s", subnet2, "-d", address2, "-j", "ACCEPT")

// 展示链中的所有具体规则
rules, err := ipt.List("filter", chain)

// 展示链中某一位置的规则
rule, err := ipt.ListById("nat", "PREROUTING", 1)

// 删除规则，如果存在的话
err = ipt.DeleteIfExists("filter", chain, "-s", address1, "-d", subnet2, "-j", "ACCEPT")

// 一些error信息
var isNotExistPatterns = []string{
	"Bad rule (does a matching rule exist in that chain?).\n",
	"No chain/target/match by that name.\n",
	"No such file or directory",
	"does not exist",
}

5. go-iptables源码分析

关键结构体IPTables

go 复制代码 
type IPTables struct {
	path              string   // iptables可执行路径
	proto             Protocol // ipv4还是v6
	hasCheck          bool     // 是否支持--check命令
	hasWait           bool     // 是否支持--wait命令
	waitSupportSecond bool     // 是否支持--wait second 命令
	hasRandomFully    bool
	v1                int      // 版本号1.8.1 -> v1=1, v2=8, v3=1
	v2                int
	v3                int
	mode              string   // the underlying iptables operating mode, e.g. nf_tables
	timeout           int      // time to wait for the iptables lock, default waits forever
}

初始化函数func New(opts ...option) (*IPTables, error)​，流程如下：

go 复制代码 
可以认为是一个建造者模式，灰常优雅
type option func(*IPTables)

func IPFamily(proto Protocol) option {
	return func(ipt *IPTables) {
		ipt.proto = proto
	}
}

func Timeout(timeout int) option {
	return func(ipt *IPTables) {
		ipt.timeout = timeout
	}
}

func Path(path string) option {
	return func(ipt *IPTables) {
		ipt.path = path
	}
}

func New(opts ...option) (*IPTables, error)
->
	for _, opt := range opts {
		opt(ipt)
	}

// example
ipt2, err := New(Timeout(5))
ipt2, err := New(IPFamily(proto), Timeout(0))

几个重要函数的实现：

  1. ​func (ipt *IPTables) ListChains(table string) ([]string, error)​

    通过执行命令行 iptables -t table名 -S​

    返回的字符串通过词法解析即可：

    Format is the following:

    -P OUTPUT ACCEPT

    -N Custom

  2. ​func (ipt *IPTables) ClearChain(table, chain string) error​

    命令行执行：先创建再flush ipt.run("-t", table, "-N", chain)​+ ipt.run("-t", table, "-F", chain)​

  3. ​Stats​统计rules including the byte and packet counts​

    执行命令行："-t", table, "-L", chain, "-n", "-v", "-x"​

    分词解析：0=pkts 1=bytes 2=target 3=prot 4=opt 5=in 6=out 7=source 8=destination 9=options​

其他好像也米有什么，这里面就主要介绍一下，他的命令行执行是怎么实现的：

go 复制代码 
func (ipt *IPTables) runWithOutput(args []string, stdout io.Writer) error {
	args = append([]string{ipt.path}, args...)
	if ipt.hasWait {
        // 1.6.0以后的版本支持--wait命令，可以获取iptables锁
		args = append(args, "--wait")
		if ipt.timeout != 0 && ipt.waitSupportSecond {
			args = append(args, strconv.Itoa(ipt.timeout))
		}
	} else {
        // 不支持我就自己创建一个xtables文件锁
		fmu, err := newXtablesFileLock()
		if err != nil {
			return err
		}
        // tryLock尝试在不阻塞的情况下对xtables锁文件进行独占锁定，拿不到会报err -> resource temporarily unavailable
        // 
        // best-effort机制,flock只是用于检测文件是否被加锁，针对文件已经被加锁，
        // 另一个进程写入数据的情况，内核不会阻止这个进程的写入操作
        //
        // flock锁的释放非常具有特色，即可调用LOCK_UN参数来释放文件锁，
        // 也可以通过关闭fd的方式来释放文件锁（flock的第一个参数是fd），意味着flock会随着进程的关闭而被自动释放掉。
        // ps: flock其中的一个使用场景为：检测进程是否已经存在。
		ul, err := fmu.tryLock()
		if err != nil {
			syscall.Close(fmu.fd)
			return err
		}
		defer func() {
			_ = ul.Unlock()
		}()
	}

	var stderr bytes.Buffer
	cmd := exec.Cmd{
		Path:   ipt.path,
		Args:   args,
		Stdout: stdout,
		Stderr: &stderr,
	}
	// 关键调用cmd.Run()
	if err := cmd.Run(); err != nil {
		switch e := err.(type) {
		case *exec.ExitError:
			return &Error{*e, cmd, stderr.String(), nil}
		default:
			return err
		}
	}

	return nil
}

6. Reference

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