接入网经常见的arp攻击及防范

电信级IP技术的发展成熟使得话音、数据、视频和移动等应用的融合成为必然， 统一通讯已成为发展的趋势。 以IP技术为核心进行网络改造并承载多种新型业务以提升竞争力， 是固网运营商的发展方向。 而以太网技术由于标准化程度高、应用广泛、带宽提供能力强、扩展性良好、技术成熟， 设备性价比高， 对IP的良好支持， 成为城域网和接入网的发展趋势。 但是， 由于以太网技术的开放性和其应用广泛， 也带来了一些安全上的问题。 特别是当网络由原有的单业务承载转为多业务承载时， 安全问题带来的影响愈发明显， 已经逐步影响到业务的开展和部署。

　　目前接入网常见的攻击包括ARP“中间人“攻击、IP/MAC欺骗攻击、DHCP/ARP报文泛洪攻击等。

　　网络攻击

　　ARP“中间人”攻击

　　按照ARP协议的设计， 一个主机即使收到的ARP应答并非自身请求得到的， 也会将其IP地址和MAC地址的对应关系添加到自身的ARP映射表中。 这样可以减少网络上过多的ARP数据通信， 但也为“ARP欺骗”创造了条件。

　　如下图示， Host A和Host C通过Switch进行通信。 此时， 如果有黑客(Host B)想探听Host A和Host C之间的通信， 它可以分别给这两台主机发送伪造的ARP应答报文， 使Host A和Host C用MAC_B更新自身ARP映射表中与对方IP地址相应的表项。 此后， Host A 和Host C之间看似“直接”的通信， 实际上都是通过黑客所在的主机间接进行的， 即Host B担当了“中间人”的角色， 可以对信息进行了窃取和篡改。 这种攻击方式就称作“中间人(Man-In-The-Middle)攻击”。

　　常见的欺骗种类有MAC欺骗、IP欺骗、IP/MAC欺骗， 黑客可以伪造报文的源地址进行攻击， 其目的一般为伪造身份或者获取针对IP/MAC的特权， 另外此方法也被应用于DoS( Deny of Service， 拒绝服务)攻击， 严重的危害了网络安全。

　　为了防止IP/MAC欺骗攻击， H3C低端以太网交换机提供了IP过滤特性， 开启该功能后， 交换机可以强制经过某一端口流量的源地址符合动态获取的DHCP Snooping表项或静态配置的IP与MAC绑定表项的记录， 防止攻击者通过伪造源地址来实施攻击。 此外， 该功能也可以防止用户随便指定IP地址， 造成的网络地址冲突等现象。

　　DHCP报文泛洪攻击

　　DHCP报文泛洪攻击是指：恶意用户利用工具伪造大量DHCP报文发送到服务器， 一方面恶意耗尽了IP资源， 使得合法用户无法获得IP资源;另一方面,如果交换机上开启了DHCP Snooping功能， 会将接收到的DHCP报文上送到CPU。 因此大量的DHCP报文攻击设备会使DHCP服务器高负荷运行， 甚至会导致设备瘫痪。

　　ARP报文泛洪攻击

　　ARP报文泛洪类似DHCP泛洪， 同样是恶意用户发出大量的ARP报文， 造成L3设备的ARP表项溢出， 影响正常用户的转发。

　　安全防范

　　对于上述的几种攻击手段， H3C接入网解决方案在用户接入侧利用DHCP SNOOPING， 提供相应的防范手段。

　　DHCP Snooping表项的建立

　　开启DHCP Snooping功能后， H3C接入交换机根据设备的不同特点可以分别采取监听DHCP-REQUEST广播报文和DHCP-ACK单播报文的方法来记录用户获取的IP地址等信息。 目前， 交换机的DHCP Snooping表项主要记录的信息包括：分配给客户端的IP地址、客户端的MAC地址、VLAN信息、端口信息、租约信息。 ARP入侵检测功能

　　ARP入侵检测功能工作机制

　　为了防止ARP中间人攻击， 接入交换机支持将收到的ARP(请求与回应)报文重定向到CPU， 结合DHCP Snooping安全特性来判断ARP报文的合法性并进行处理， 具体如下。

　　l 当ARP报文中的源IP地址及源MAC地址的绑定关系与DHCP Snooping表项或者手工配置的IP静态绑定表项匹配， 且ARP报文的入端口及其所属VLAN与DHCP Snooping表项或者手工配置的IP静态绑定表项一致， 则为合法ARP报文， 进行转发处理。

　　l 当ARP报文中的源IP地址及源MAC地址的绑定关系与DHCP Snooping表项或者手工配置的IP静态绑定表项不匹配， 或ARP报文的入端口， 入端口所属VLAN与DHCP Snooping表项或者手工配置的IP静态绑定表项不一致， 则为非法ARP报文， 直接丢弃， 并通过Debug打印出丢弃信息提示用户。

　　手工配置IP静态绑定表项

　　DHCP Snooping表只记录了通过DHCP方式动态获取IP地址的客户端信息， 如果用户手工配置了固定IP地址， 其IP地址、MAC地址等信息将不会被DHCP Snooping表记录， 因此不能通过基于DHCP Snooping表项的ARP入侵检测， 导致用户无法正常访问外部网络。

　　为了能够让这些拥有合法固定IP地址的用户访问网络， 交换机支持手工配置IP静态绑定表的表项， 即：用户的IP地址、MAC地址及连接该用户的端口之间的绑定关系。 以便正常处理该用户的报文。

　　ARP信任端口设置

　　由于实际组网中， 交换机的上行口会接收其他设备的请求和应答的ARP报文， 这些ARP报文的源IP地址和源MAC地址并没有在DHCP Snooping表项或者静态绑定表中。 为了解决上行端口接收的ARP请求和应答报文能够通过ARP入侵检测问题， 交换机支持通过配置ARP信任端口， 灵活控制ARP报文检测功能。 对于来自信任端口的所有ARP报文不进行检测， 对其它端口的ARP报文通过查看DHCP Snooping表或手工配置的IP静态绑定表进行检测。 IP过滤功能

　　IP过滤功能是指交换机可以通过DHCP Snooping表项和手工配置的IP静态绑定表， 对非法IP报文进行过滤的功能。

　　在端口上开启该功能后， 交换机首先下发ACL规则， 丢弃除DHCP报文以外的所有IP报文。 (同时， 需要考虑DHCP Snooping信任端口功能是否启动。 如果没有启动， 则丢弃DHCP应答报文， 否则， 允许DHCP应答报文通过。 )接着， 下发ACL规则， 允许源IP地址为DHCP Snooping表项或已经配置的IP静态绑定表项中的IP地址的报文通过。

　　交换机对IP报文有两种过滤方式：

　　根据报文中的源IP地址进行过滤。 如果报文的源IP地址、接收报文的交换机端口号与DHCP Snooping动态表项或手工配置的IP静态绑定表项一致， 则认为该报文是合法的报文， 允许其通过;否则认为是非法报文， 直接丢弃。

　　根据报文中的源IP地址和源MAC地址进行过滤。 如果报文的源IP地址、源MAC地址、接收报文的交换机端口号， 与DHCP Snooping动态表项或手工配置的IP静态绑定表项一致， 则认为该报文是合法的报文， 允许其通过;否则认为是非法报文， 直接丢弃。

　　DHCP/ARP报文限速功能

　　为了防止DHCP报文泛洪攻击， 接入交换机支持配置端口上对DHCP/ARP报文的限速功能。 开启该功能后， 交换机对每秒内该端口接收的DHCP/ARP报文数量进行统计， 如果每秒收到的报文数量超过设定值， 则认为该端口处于超速状态(即受到攻击)。 此时， 交换机将关闭该端口， 使其不再接收任何报文， 从而避免设备受到大量报文攻击而瘫痪。

　　同时， 设备支持配置端口状态自动恢复功能， 对于配置了报文限速功能的端口， 在其因超速而被交换机关闭后， 经过一段时间可以自动恢复为开启状态。

　　用户隔离

　　运营商网络中， 通过用户隔离技术可以有效的防范用户间的相互影响， 同样也可以避免ARP“中间人”攻击、伪DHCP服务器攻击等。

　　通过上述几种技术的配套使用， 可以有效的降低在接入网中常见的安全隐患， 保障运营商业务的正常运行。