报文过滤 和连接跟踪 可以说是
Netfilter提供的两大基本功能。前者被大多数人熟知，因为我们对防火墙的第一印象就是可以阻止有害的报文伤害计算机；而后者就没这么有名了，很多人甚至不知道Netfilter有这项功能。
Why 使用连接跟踪
顾名思义，连接跟踪 是保存连接状态的一种机制。为什么要保存连接状态呢？举个例子，当你通过浏览器访问一个网站 (连接网站的80 端口)时，预期会收到服务器发送的源端口为 80 的报文回应，防火墙自然应该放行这些回应报文。那是不是所有源端口为 80 端口的报文都应该放行呢？显然不是，我们只应该放行源 IP 为服务器地址，源端口为 80 的报文，而应该阻止源地址不符的报文，即使它的源端口也是 80。总结一下这种情况就是， 我们只应该让主动发起的连接产生的双向报文通过。
另一个例子是 NAT。我们可以使用iptables 配置 nat 表进行地址或者端口转换的规则。如果每一个报文都去查询规则，这样效率太低了，因为同一个连接的转换方式是不变的！连接跟踪 提供了一种 缓存 解决方案：当一条连接的第一个数据包通过时查询 nat 表时，连接跟踪 将转换方法保存下来，后续的报文只需要根据 连接跟踪 里保存的转换方法就可以了。
连接跟踪发生在哪里
Connection tracking hooks into high-priority
NF_IP_LOCAL_OUTandNF_IP_PRE_ROUTINGhooks, in order to see packets before they enter the system.
连接跟踪 需要拿到报文的第一手资料，因此它们的入口是以高优先级存在于 LOCAL_OUT(本机发送) 和PRE_ROUTING(报文接收)这两个链。
既然有入口，自然就有出口。连接跟踪 采用的方案是在入口记录，在出口确认 (confirm)。以IPv4 为例：
当连接的第一个 skb 通过入口时，连接跟踪 会将 连接跟踪信息 保存在 skb->nfctinfo，而在出口处， 连接跟踪 会从 skb 上取下 连接跟踪信息 ，保存在自己的hash 表中。当然，如果这个数据包在中途其他 HOOK 点被丢弃了，也就不存在最后的 confirm 过程了。
连接跟踪信息是什么
连接跟踪信息 会在入口处进行计算，保存在 skb 上，信息具体包括 tuple 信息(地址、端口、协议号等)、扩展信息以及各协议的私有信息。
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tuple信息包括发送和接收两个方向，对TCP和UDP来说，是IP加Port；对ICMP来说是IP加Type和Code, 等等； - 扩展信息比较复杂，本文暂时略过；
- 各协议的私有信息，比如对
TCP就是序号、重传次数、缩放因子等。
报文的连接跟踪状态
途径 Netfilter 框架的每一个报文总是会在入口处 (PRE ROUTING 或者 LOCAL OUT) 被赋予一个连接跟踪状态。这个状态存储在skb->nfctinfo，有以下常见的取值：
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IP_CT_ESTABLISHED：这是一个属于已经建立连接的报文，
Netfilter目击过两个方向都互通过报文了 -
IP_CT_RELATED：这个状态的报文所处的连接与另一个 IP_CT_ESTABLISHED 状态的连接是有联系的。比如典型的
ftp，ftp-data的连接就是ftp-control派生出来的，它就是RELATED状态 -
IP_CT_NEW：这是连接的第一个包，常见的就是
TCP中的SYN包，UDP、ICMP中第一个包， - IP_CT_ESTABLISHED + IP_CT_IS_REPLY：与 IP_CT_ESTABLISHED 类似，但是是在回复方向
- IP_CT_RELATED + IP_CT_IS_REPLY：与 IP_CT_RELATED 类似，但是是在回复方向
总结
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连接跟踪 是
Netfilter提供的一项基本功能，它可以保存连接的状态。用户可以为不同状态的连接的报文制定不同的策略； -
连接跟踪 在报文进入
Netfilter的入口 将信息记录在报文上，在 出口 进行confirm. 确认后的连接信息可以影响之后的报文； -
连接跟踪 的信息主要包括基本的描述连接的
tuple以及各协议的私有信息。