防火墙防范DDOS SYN Flood原理_ARP原理

DoS（Denial of Service拒绝服务）和DDoS（Distributed Denial of Service分布式拒绝服务）攻击是大型网站和网络服务器的安全威胁之一。 2000年2月， Yahoo、亚马逊、CNN被攻击等事例， 曾被刻在重大安全事件的历史中。 SYN Flood由于其攻击效果好， 已经成为目前最流行的DoS和DDoS攻击手段。

SYN Flood利用TCP协议缺陷， 发送了大量伪造的TCP连接请求， 使得被攻击方资源耗尽， 无法及时回应或处理正常的服务请求。 一个正常的TCP连接需要三次握手， 首先客户端发送一个包含SYN标志的数据包， 其后服务器返回一个SYN/ACK的应答包， 表示客户端的请求被接受， 最后客户端再返回一个确认包ACK， 这样才完成TCP连接。 在服务器端发送应答包后， 如果客户端不发出确认， 服务器会等待到超时， 期间这些半连接状态都保存在一个空间有限的缓存队列中；如果大量的SYN包发到服务器端后没有应答， 就会使服务器端的TCP资源迅速耗尽， 导致正常的连接不能进入， 甚至会导致服务器的系统崩溃。

防火墙通常用于保护内部网络不受外部网络的非授权访问， 它位于客户端和服务器之间， 因此利用防火墙来阻止DoS攻击能有效地保护内部的服务器。 针对SYN Flood， 防火墙通常有三种防护方式：SYN网关、被动式SYN网关和SYN中继。

SYN网关 防火墙收到客户端的SYN包时， 直接转发给服务器；防火墙收到服务器的SYN/ACK包后， 一方面将SYN/ACK包转发给客户端， 另一方面以客户端的名义给服务器回送一个ACK包， 完成TCP的三次握手， 让服务器端由半连接状态进入连接状态。 当客户端真正的ACK包到达时， 有数据则转发给服务器， 否则丢弃该包。 由于服务器能承受连接状态要比半连接状态高得多， 所以这种方法能有效地减轻对服务器的攻击。

被动式SYN网关 设置防火墙的SYN请求超时参数， 让它远小于服务器的超时期限。 防火墙负责转发客户端发往服务器的SYN包， 服务器发往客户端的SYN/ACK包、以及客户端发往服务器的ACK包。 这样， 如果客户端在防火墙计时器到期时还没发送ACK包， 防火墙则往服务器发送RST包， 以使服务器从队列中删去该半连接。 由于防火墙的超时参数远小于服务器的超时期限， 因此这样能有效防止SYN Flood攻击。

SYN中继防火墙在收到客户端的SYN包后， 并不向服务器转发而是记录该状态信息然后主动给客户端回送SYN/ACK包， 如果收到客户端的ACK包， 表明是正常访问， 由防火墙向服务器发送SYN包并完成三次握手。 这样由防火墙做为代理来实现客户端和服务器端的连接， 可以完全过滤不可用连接发往服务器。