防火墙防控DDOS攻击三步曲

DOS(Denial of Service)攻击是一种很简单但又很有效的进攻方式，能够利用合理的服务请求来占用过多的服务资源，从而使合法用户无法得到服务。DDOS(Distributed Denial of Service)是一种基于DOS的特殊形式的拒绝服务攻击，攻击者通过事先控制大批傀儡机，并控制这些设备同时发起对目标的DOS攻击，具有较大的破坏性。

常见的DOS/DDOS攻击可以分为两大类:一类是针对系统漏洞的的攻击如Ping of Death、TearDrop等，例如泪滴(TearDrop)攻击利用在 TCP/IP协议栈实现中信任IP碎片中的包的标题头所包含的信息来实现攻击，IP 分段含有指示该分段所包含的是原包的哪一段信息，某些 TCP/IP协议栈(例如NT 在service pack 4 以前)在收到含有重叠偏移的伪造分段时将崩溃。另一类是带宽占用型攻击比较典型的如UDP flood 、SYN flood、ICMP flood等，SYN Flood具有典型意义，利用TCP协议建连的特点完成攻击。通常一次TCP连接的建立包括3个步骤，客户端发送SYN包给服务器端，服务器分配一定的资源给这里连接并返回 SYN/ACK包，并等待连接建立的最后的ACK包，最后客户端发送ACK报文，这样两者之间的连接建立起来，并可以通过连接传送资料了。而SYN Flood攻击的过程就是疯狂发送SYN报文，而不返回ACK报文，服务器占用过多资源，而导致系统资源占用过多，没有能力响应别的操作，或者不能响应正常的网络请求。

从现在和未来看，防火墙都是抵御DOS/DDOS攻击的重要组成部分，这是由防火墙在网络拓扑的位置和扮演的角色决定的，下面以港湾网络有限公司基于NP架构开发的SmartHammer系列防火墙说明其在各种网络环境中对DOS/DDOS攻击的有效防范。

1、基于状态的资源控制，保护防火墙资源

港湾网络SmartHammer防火墙支持IP Inspect功能，防火墙会对进入防火墙的资料做严格的检查，各种针对系统漏洞的攻击包如Ping of Death、TearDrop等，会自动被系统过滤掉，从而保护了网络免受来自于外部的漏洞攻击。对防火墙产品来说，资源是十分宝贵的，当受到外来的DDOS攻击时，系统内部的资源全都被攻击流所占用，此时正常的资料报文肯定会受到影响。SmartHammer基于状态的资源控制会自动监视网络内所有的连接状态，当有连接长时间未得到应答就会处于半连接的状态，浪费系统资源，当系统内的半连接超过正常的范围时，就有可能是判断遭受到了攻击。SmartHammer防火墙基于状态的资源控制能有效控制此类情况。

控制连接、与半连的超时时间;必要时，可以缩短半连接的超时时间，加速半连接的老化;

限制系统各个协议的最大连接值，保证协议的连接总数不超过系统限制，在达到连接上限后删除新建的连接;

限制系统符合条件源/目的主机连接数量;

针对源或目的IP地址做流限制，Inspect可以限制每个IP地址的的资源，用户在资源控制的范围内时，使用并不会受到任何影响，但当用户感染蠕虫病毒或发送攻击报文等情况时，针对流的资源控制可以限制每个IP地址发送的连接数目，超过限制的连接将被丢弃，这种做法可以有效抑制病毒产生攻击的效果，避免其它正常使用的用户受到影响。

单位时间内如果穿过防火墙的“同类”数据流超过门限值后，可以设定对该种类的数据流进行阻断，对于防止IP、ICMP、UDP等非连接的flood攻击具有很好的防御效果。

2、智能TCP代理有效防范SYN Flood

SYN Flood是DDOS攻击中危害性最强，也是最难防范的一种。这种攻击利用TCP协议缺陷，发送大量伪造的TCP连接请求，从而使得被攻击方资源耗尽(CPU满负荷或内存不足)。SmartHammer系列防火墙能够利用智能TCP代理技术，判断连接合法性，保护网络资源，如下图所示。

防火墙工作时，并不会立即开启TCP代理(以免影响速度)，只有当网络中的TCP半连接达到系统设置的TCP代理启动警戒线时，正常TCP Intercept会自动启动，并且当系统的TCP半连接超过系统TCP Intercept高警戒线时，系统进入入侵模式，此时新连接会覆盖旧的TCP连接;此后，系统全连接数增多，半连接数减小，当半连接数降到入侵模式低警戒线时，系统推出入侵模式。如果此时攻击停止，系统半连接数量逐渐降到TCP代理启动警戒线以下，智能TCP代理模块停止工作。通过智能TCP代理可以有效防止SYN Flood攻击，保证网络资源安全。

3、利用NETFLOW对DOS攻击和病毒监测

网络监控在抵御DDOS攻击中有重要的意义。SmartHammer防火墙支持NetFlow功能，它将网络交换中的资料包识别为流的方式加以记录，并封装为UDP资料包发送到分析器上，这样就为网络管理、流量分析和监控、入侵检测等提供了丰富的资料来源。可以在不影响转发性能的同时记录、发送NetFlow信息，并能够利用港湾网络安全管理平台对接收到的资料进行分析、处理。

利用NetFlow监视网络流量。防火墙可以有效的抵御DDOS攻击，但当攻击流数量超过一定程度，已经完全占据了带宽时，虽然防火墙已经通过安全策略把攻击数据包丢弃，但由于攻击数据包已经占据了所有的网络带宽，正常的用户访问依然无法完成。此时网络的流量是很大的，SmartHammer防火墙可以利用内置的NetFlow统计分析功能，查找攻击流的数据源，并上报上级ISP，对数据流分流或导入黑洞路由。通过在防火墙相关接口下开启NetFlow采集功能，并设置NETFLOW输出服务器地址，这样就可以利用港湾安全管理平台对接收的资料进行分析处理。我们可以用此方法统计出每天流量的TOP TEN或者业务的TOP TEN等，以此做为标准，当发现网络流量异常的时候，就可以利用NetFlow有效的查找、定位DDOS攻击的来源。

利用NetFlow监视蠕虫病毒。防止蠕虫病毒的攻击，重要的是防止蠕虫病毒的扩散，只有尽早发现，才可以迅速采取措施有效阻止病毒。各种蠕虫病毒在感染了系统后，为了传播自身，会主动向外发送特定的数据包并扫描相关端口。利用这个特性，港湾网络在安全管理平台上建立相关的蠕虫病毒查询模板，定期查询，当发现了匹配的资料时，可以分析该地址是否已经感染病毒，然后采取相应的措施。

值得指出的是，防火墙在网络拓扑中的位置对抵御攻击也有很大影响，通常盒式防火墙被设计放置在网络的出口，这种情况下，虽然防火墙能够抵御从外部产生的攻击，但一旦网络内部的PC通过浏览网页、收发Email、下载等方式感染蠕虫病毒或有人从内部发起的恶意攻击时，防火墙是没有防护能力的。

港湾网络的SmartHammer ESP-FW防火墙模块可以解决此类问题，ESP-FW是港湾网络BigHammer6800系列交换机的一个安全模块，它继承了SmartHammer盒式防火墙的相关安全特性内置于交换机中，有效抵御来自内部网络的攻击。在插入了防火墙模块后，交换机可以选择将相关VLAN加入防火墙中，受防火墙保护。以VLAN做为保护对象的另一大优点是利于网络扩展，当有一个新增部门出现时，我们不需要再增加投资就可以使新增部门得到保护，网络部署异常灵活。这样当内部网络中出现异常数据流时，防火墙可以有效限制该数据的转发，保护其他VLAN不受影响。