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DDOS防御

简介:

SYN Flood防御

前文描述过,SYN Flood攻击大量消耗服务器的CPU、内存资源,并占满SYN等待队列。相应的,我们修改内核参数即可有效缓解。主要参数如下:

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192

net.ipv4.tcp_synack_retries = 2

分别为启用SYN Cookie、设置SYN最大队列长度以及设置SYN+ACK最大重试次数。

SYN Cookie的作用是缓解服务器资源压力。启用之前,服务器在接到SYN数据包后,立即分配存储空间,并随机化一个数字作为SYN号发送SYN+ACK数据包。然后保存连接的状态信息等待客户端确认。启用SYN Cookie之后,服务器不再分配存储空间,而且通过基于时间种子的随机数算法设置一个SYN号,替代完全随机的SYN号。发送完SYN+ACK确认报文之后,清空资源不保存任何状态信息。直到服务器接到客户端的最终ACK包,通过Cookie检验算法鉴定是否与发出去的SYN+ACK报文序列号匹配,匹配则通过完成握手,失败则丢弃。当然,前文的高级攻击中有SYN混合ACK的攻击方法,则是对此种防御方法的反击,其中优劣由双方的硬件配置决定

tcp_max_syn_backlog则是使用服务器的内存资源,换取更大的等待队列长度,让攻击数据包不至于占满所有连接而导致正常用户无法完成握手。net.ipv4.tcp_synack_retries是降低服务器SYN+ACK报文重试次数,尽快释放等待资源。这三种措施与攻击的三种危害一一对应,完完全全地对症下药。但这些措施也是双刃剑,可能消耗服务器更多的内存资源,甚至影响正常用户建立TCP连接,需要评估服务器硬件资源和攻击大小谨慎设置。

除了定制TCP/IP协议栈之外,还有一种常见做法是TCP首包丢弃方案,利用TCP协议的重传机制识别正常用户和攻击报文。当防御设备接到一个IP地址的SYN报文后,简单比对该IP是否存在于白名单中,存在则转发到后端。如不存在于白名单中,检查是否是该IP在一定时间段内的首次SYN报文,不是则检查是否重传报文,是重传则转发并加入白名单,不是则丢弃并加入黑名单。是首次SYN报文则丢弃并等待一段时间以试图接受该IP的SYN重传报文,等待超时则判定为攻击报文加入黑名单。

首包丢弃方案对用户体验会略有影响,因为丢弃首包重传会增大业务的响应时间,有鉴于此发展出了一种更优的TCP Proxy方案。所有的SYN数据报文由清洗设备接受,按照SYN Cookie方案处理。和设备成功建立了TCP三次握手的IP地址被判定为合法用户加入白名单,由设备伪装真实客户端IP地址再与真实服务器完成三次握手,随后转发数据。而指定时间内没有和设备完成三次握手的IP地址,被判定为恶意IP地址屏蔽一定时间。除了SYN Cookie结合TCP Proxy外,清洗设备还具备多种畸形TCP标志位数据包探测的能力,通过对SYN报文返回非预期应答测试客户端反应的方式来鉴别正常访问和恶意行为。

清洗设备的硬件具有特殊的网络处理器芯片和特别优化的操作系统、TCP/IP协议栈,可以处理非常巨大的流量和SYN队列。

HTTP Flood防御

HTTP Flood攻击防御主要通过缓存的方式进行,尽量由设备的缓存直接返回结果来保护后端业务。大型的互联网企业,会有庞大的CDN节点缓存内容。

当高级攻击者穿透缓存时,清洗设备会截获HTTP请求做特殊处理。最简单的方法就是对源IP的HTTP请求频率做统计,高于一定频率的IP地址加入黑名单。这种方法过于简单,容易带来误杀,并且无法屏蔽来自代理服务器的攻击,因此逐渐废止,取而代之的是JavaScript跳转人机识别方案。

HTTP Flood是由程序模拟HTTP请求,一般来说不会解析服务端返回数据,更不会解析JS之类代码。因此当清洗设备截获到HTTP请求时,返回一段特殊JavaScript代码,正常用户的浏览器会处理并正常跳转不影响使用,而攻击程序会攻击到空处。

DNS Flood防御

DNS攻击防御也有类似HTTP的防御手段,第一方案是缓存。其次是重发,可以是直接丢弃DNS报文导致UDP层面的请求重发,可以是返回特殊响应强制要求客户端使用TCP协议重发DNS查询请求。

特殊的,对于授权域DNS的保护,设备会在业务正常时期提取收到的DNS域名列表和ISP DNS IP列表备用,在攻击时,非此列表的请求一律丢弃,大幅降低性能压力。对于域名,实行同样的域名白名单机制,非白名单中的域名解析请求,做丢弃处理。

慢速连接攻击防御

Slowloris攻击防御比较简单,主要方案有两个。

第一个是统计每个TCP连接的时长并计算单位时间内通过的报文数量即可做精确识别。一个TCP连接中,HTTP报文太少和报文太多都是不正常的,过少可能是慢速连接攻击,过多可能是使用HTTP 1.1协议进行的HTTP Flood攻击,在一个TCP连接中发送多个HTTP请求。

第二个是限制HTTP头部传输的最大许可时间。超过指定时间HTTP Header还没有传输完成,直接判定源IP地址为慢速连接攻击,中断连接并加入黑名单。



      本文转自echoroot 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/echoroot/1957328,如需转载请自行联系原作者




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