当网站遭遇DDOS攻击的解决方案及展望

当网站遭遇DDOS攻击的解决方案及展望

  

一、事件发生

春节长假刚过完，WEB就出现故障，下午1点吃完回来，立即将桌面解锁并习惯性的检查了Web服务器。通过Web服务器性能监视软件图像显示的向下滑行的红色曲线看到WEB出现问题了。

根据上述的问题，我马上开始核查Web服务器的日志，试试是否能检测到问题究竟什么时候开始，或者发现一些关于引起中断的线索。正当查询线索过程中。公司首席运营官(CIO)告诉我，他已经接到客户的投诉电话，报告说无法访问他们的网站。于是从台式机中敲入网站地址,试着从台式电脑访问他们的网站，但是看到的只是无法显示此页面的消息。

回想前几天也未对Web服务器做了任何改变也未对Web服务器做过任何改变，服务器曾经出现过的性能问题。在Web服务器的日志文件中没有发现任何可疑之处，因此接下来我去仔细查看防火墙日志，和路由器日志。仔细查看了防火墙日志，打印出了那台服务器出问题时的记录。并过滤掉正常的流量并保留下可疑的记录。表中显示了打印出来的结果。

源IP地址	目的IP地址	源端口号	目的端口号	协议
172.16.45.2	192.168.0.175	7843	7	17
10.166.166.166	192.168.0.175	19	7	17
10.168.45.3	192.168.0.175	34511	7	17
10.166.166.166	192.168.0.175	19	7	17
192.168.89.111	192.168.0.175	1783	7	17
10.166.166.166	192.168.0.175	19	7	17
10.231.76.8	192.168.0.175	29589	7	17
192.168.15.12	192.168.0.175	17330	7	17
10.166.166.166	192.168.0.175	19	7	17
172.16.43.131	192.168.0.175	8935	7	17
10.23.67.9	192.168.0.175	22387	7	17
10.166.166.166	192.768.0.75	19	7	17
192.168.57.2	192.168.0.175	6588	7	17
172.16.87.11	192.768.0.75	21453	7	17
10.166.166.166	192.168.0.175	19	7	17
10.34.67.89	192.168.0.175	45987	7	17
10.65.34.54	192.168.0.175	65212	7	17
192.168.25.6	192.168.0.175	52967	7	17
172.16.56.15	192.168.0.175	8745	7	17
10.166.166.166	192.168.0.175	19	7	17

表一 防火墙日志

之后在路由器日志上做了同样的工作并打印出了看上去异常的记录。

攻击期间的路由器日志

 

 

图一

解释：

IP packet sizedistribution 这个标题下的两行显示了数据包按大小范围分布的百分率。这里显示的内容表明：98.4%的数据包的大小在33字节到64字节之间（注意红色标记）。

参数解释：

IP packet sizedistribution 这个标题下的两行显示了数据包按大小范围分布的百分率。这里显示的内容表明：98.4%的数据包的大小在33字节到64字节之间。

Protocol     协议名称

Total Flows  自从最后一次清除统计信息后，这种协议的信息流的个数。

Flows/Sec    每秒钟时间内出现这种协议的信息流的平均个数，它等于总信息流数/综合时间的秒数。

Packets/Flow 遵守这种协议的信息流中平均的数据包数。等于这种协议的数据包数，或者在这段综合时间内，这种协议的信息流数。

Bytes/Pkt    遵守这种协议的数据包的平均字节数(等于这种协议总字节数，或者在这段综合时间内，这种协议的数据包数)。B/Pkt ，这一信息流中每个数据包的平均字节数    

Packets/Sec  每秒钟时间内这种协议的平均数据包数(它等于这种协议的总数据包)，或者这段综合时间的总秒数。

Active(Sec)/Flow 从第一个数据包到终止信息流的最后一个数据包的总时间(以秒为单位，比如TCP FIN，终止时间量等等)，或者这段综合时间内这种协议总的信息流数。

Idle(Sec)/Flow 从这种协议的各个非终止信息流的最后一个数据包起，直到输入这一命令时止的时间总和(以秒为单位)，或者这段综合时间内信息流的总时间长度。

 

正常路由日志

图二

IP packet sizedistribution 这个标题下的两行显示了数据包按大小范围分布的百分率。这里显示的内容表明：2%的数据包的大小在33字节到64字节之间。

注意网站的访问量直线下降。很明显，在这段时间没人能访问他的Web服务器。我开始研究到底发生了什么，以及该如何尽快地修复。

二、事件分析

我的Web服务器发生了什么？很有可能攻击，那么受到什么样的攻击呢？从这一攻击是对回显端口看，即是端口7，不断发送小的UDP数据包来实现。攻击看似发自两个策源地，可能是两个攻击者同时使用不同的工具。在任何情况下，超负荷的数据流都会拖垮Web服务器。然而攻击地址源不确定，不知道是攻击源本身是分布的，还是同一个地址伪装出许多不同的IP地址，这个问题比较难判断。假如源地址不是伪装的，是真实地址，则可以咨询ARIN I美国Internet号码注册处，从它的“whois”数据库查出这个入侵1P地址属于哪个网络。接下来只需联系那个网络的管理员就可以得到进一步的信息。

那么假如源地址是伪装的，追踪这个攻击者就麻烦得多。若使用的是Cisco路由器，则还需查询NetFlow高速缓存。NetFlow是Cisco快速转发(CEF)交换框架的特性之一。为了追踪这个伪装的地址，必须查询每个路由器上的NetFlow缓存，才能确定流量进入了哪个接口，然后通过这些路由器一次一个接口地往回一路追踪，直至找到那个IP地址源。然而这样做是非常难的，因为在Web Server和攻击者的发起pc之间可能经由许多路由器，而且属于不同的组织。另外，必须在攻击正在进行时做这些分析。

经过分析之后，将防火墙日志和路由器日志里的信息关联起来，发现了一些有趣的相似性，如表黑色标记处。攻击的目标显然是Web服务器192.68.0.175，端口为UDP 7，即回显端口。这看起来很像拒绝服务攻击(但还不能确定，因为攻击的分布很随意）。地址看起来多多少少是随意而分散的，只有一个源地址是固定不变的，其源端口号也没变。这很有趣。接着又将注意力集中到路由器日志上。

立刻发现，攻击发生时路由器日志上有大量的64字节的数据包，而此时Web服务器日志上没有任何问题。他还发现，案发时路由器日志里还有大量的“UDP-other”数据包，而Web服务器日志也一切正常。这种现象与基于UDP的拒绝服务攻击的假设还是很相符的。

攻击者正是用许多小的UDP数据包对Web服务器的回显(echo 7)端口进行洪泛式攻击，因此他们的下一步任务就是阻止这一行为。首先，我们在路由器上堵截攻击。快速地为路由器设置了一个过滤规则。因为源地址的来源很随机，他们认为很难用限制某个地址或某一块范围的地址来阻止攻击，因此决定禁止所有发给192.168.0.175的UDP包。这种做法会使服务器丧失某些功能，如DNS，但至少能让Web服务器正常工作。

路由器最初的临时DOS访问控制链表(ACL)

access-list 121 remark Temporary block DoS attack on web server 192.168.0.175

access-list 105 deny udp any host 192.168.0.175

access-list 105 permit ip any any

这样的做法为Web服务器减轻了负担，但攻击仍能到达web，在一定程度上降低了网络性能。 那么下一步工作是联系上游带宽提供商，想请他们暂时限制所有在他的网站端口7上的UDP入流量。这样做会显著降低网络上到服务器的流量。

三、针对DOS预防措施

对于预防及缓解这种带宽相关的DoS攻击并没有什么灵丹妙药。本质上，这是一种“粗管子打败细管子”的攻击。攻击者能“指使”更多带宽，有时甚至是巨大的带宽，就能击溃带宽不够的网络。在这种情况下，预防和缓解应相辅相成。

有许多方法可以使攻击更难发生，或者在攻击发生时减小其影响，具体如下：

Ø  网络入口过滤  网络服务提供商应在他的下游网络上设置入口过滤，以防止假信息包进入网络（而把它们留在Internet上）。这将防止攻击者伪装IP地址，从而易于追踪。

Ø  网络流量过滤  过滤掉网络不需要的流量总是不会错的。这还能防止DoS攻击，但为了达到效果，这些过滤器应尽量设置在网络上游。

Ø  网络流量速率限制  一些路由器有流量速率的最高限制。这些限制条款将加强带宽策略，并允许一个给定类型的网络流量匹配有限的带宽。这一措施也能预先缓解正在进行的攻击，同时，这些过滤器应尽量设置在网络上游（尽可能靠近攻击者）；

Ø  入侵检测系统和主机监听工具  IDS能警告网络管理员攻击的发生时间，以及攻击者使用的攻击工具，这将能协助阻止攻击。主机监听工具能警告管理员系统中是否出现DoS工具

Ø  单点传送RPF  这是CEF用于检查在接口收到的数据包的另一特性。如果源IP地址CEF表上不具有与指向接收数据包时的接口一致的路由的话，路由器就会丢掉这个数据包。丢弃RPF的妙处在于，它阻止了所有伪装源IP地址的攻击。

针对DDOS预防措施

看了上面的实际案例我们也了解到，许多DDoS攻击都很难应对，因为搞破坏的主机所发出的请求都是完全合法、符合标准的，只是数量太大。借助恰当的ACL，我们可以阻断ICMP echo请求。但是，如果有自己的自治系统，就应该允许从因特网上ping你。不能ping通会使ISP或技术支持团队（如果有的话）丧失某些故障排解能力。也可能碰到具有Cisco TCP截获功能的SYN洪流：

Router(config)#ip tcp intercept list 101

Router(config)#ip tcp intercept max-incomplete high 3500

Router(config)#ip tcp intercept max-incomplete low  3000

Router(config)#ip tcp intercept one-minute high 2500

Router(config)#ip tcp intercept one-minute low 2000

Router(config)#access-list 101 permit any any

如果能采用基于上下文的访问控制(Context Based Access Control,CBAC)，则可以用其超时和阈值设置应对SYN洪流和UDP垃圾洪流。例如：

Router(config)# ip inspect tcp synwait-time 20

Router(config)# ip inspect tcp idle-time 60

Router(config)# ip inspect udp idle-time 20

Router(config)# ip inspect max-incomplete high 400

Router(config)# ip inspect max-incomplete low  300

Router(config)# ip inspect one-minute high  600

Router(config)# ip inspect one-minute low 500

Router(config)# ip inspect tcp max-incomplete host 300 block-time 0

警告：建议不要同时使用TCP截获和CBAC防御功能，因为这可能导致路由器过载。

打开Cisco快速转发(Cisco Express Forwarding，CEF)功能可帮助路由器防御数据包为随机源地址的洪流。可以对调度程序做些设置，避免在洪流的冲击下路由器的CPU完全过载：

Router(config)#scheduler allocate 3000 1000

在做了这样的配置之后，IOS会用3s的时间处理网络接口中断请求，之后用1s执行其他任务。对于较早的系统，可能必须使用命令scheduler interval<milliseconds>。

四、总结

无论是出于报复、敲诈勒索、发起更大规模攻击,DoS或DDoS攻击都是一种不容轻视的威胁。非同一般的DoS攻击通常是某种不完整的漏洞利用—使系统服务崩溃，而不是将控制权交给攻击者。防范这种攻击的办法是及时打上来自厂商的补丁，或者对于Cisco系统，及时将操作系统升级到更新版本。同时，要关闭有漏洞的服务，或者至少要用访问控制列表限制访问。常规的DoS攻击，特别是DDoS攻击，经常不是那么有章法，也更难防范。如果整个带宽都被蹩脚的ping洪流所耗尽，我们所能做的就很有限了。最后，必须与ISP和权力部门协作，尽可能从源头上阻止攻击。要用不同供应商、不同AS路径并支持负载均衡功能的不止一条到因特网的连接，但这与应对消耗高带宽的常规DoS/DDoS洪流的要求还相差很远。我们总是可以用CAR或NBAR来抛弃数据包或限制发动进攻的网络流速度，减轻路由器CPU的负担，减少对缓冲区和路由器之后的主机的占用。