基于freebsd5.3下 PF synproxy的DDOS防范方案

基于freebsd下 PF synproxy的DDOS防范方案

[摘要]
本文讲述了基于freebsd5.3 下PF synproxy的DDOS防范方案，对于中小型企业抵挡每秒3万个包的攻击不失为一种可用方案。

[环境]
防火墙：台式机P4 2G，512内存。 FREEBSD5.3
WEB服务器：笔记本PIII 700 256m, suse linux enterprise server 9
攻击机器：笔记本：PIII 700 256M， WIN2000 SERVER
攻击工具：HGOD v0.4
测试机：笔记本：PIII 700

拓朴：
=====
防火墙：xl0 外网卡：172.16.0.1; sis0 内网卡：192.168.100.1
WEB服务器：eth0 192.168.100.2
攻击机：172.16.0.194
测试机：172.16.0.195

一、编译内核
#cd /usr/src/sys/i386/conf
#cp GENERIC billy-pf
#vi billy-pf
添加：
device pf
device pflog
device pfsync
options ALTQ
options ALTQ_CBQ # Class Bases Queuing (CBQ)
options ALTQ_RED # Random Early Detection (RED)
options ALTQ_RIO # RED In/Out
options ALTQ_HFSC # Hierarchical Packet Scheduler (HFSC)
options ALTQ_PRIQ # Priority Queuing (PRIQ)
options ALTQ_NOPCC # Required for SMP build
#config billy-pf
#cd ../compile/billy-pf
#make depend;make make install
二、编辑启动脚本/etc/rc.conf
pf_enable="YES" # Enable PF (load module if required)
pf_rules="/etc/pf.conf" # rules definition file for pf
pf_flags="" # additional flags for pfctl startup
pflog_enable="YES" # start pflogd(8)
pflog_logfile="/var/log/pflog" # where pflogd should store the logfile
pflog_flags="" # additional flags for pflogd startup

gateway_enable="YES"

三、修改/etc/pf.conf
ext_if="xl0"
int_if="sis0"
internal_net="192.168.100.1/24"
external_addr="172.16.0.1"
web_server="192.168.100.2"
nat on ＄ext_if from ＄internal_net to any ->; (＄ext_if)
#(＄ext_if) 括起来的原因：如果你使用DHCP还配置外部地址，不括起来会存在问题。如果你分配的IP地址改变了，NAT仍然会使用旧的IP地址转换出去的数据包。这会导致对外的连接停止工作。为解决这个问题，应该给接口名称加上括号，告诉PF自动更新转换地址。
rdr on ＄ext_if proto tcp from any to ＄external_addr/32 port 80 ->; ＄web_server port 80
#这一行重定向了TCP端口80（web服务器）流量到内部网络地址＄web_server。因此，即使＄web_server在网关后面的内部网络，外部仍然能够访问它。
pass in on ＄ext_if proto tcp from any to ＄web_server port 80 flags S/SA synproxy state
#连到外部地址的80端口，作SYNPROXY，以防DDOS攻击

四、修改192.168.100.2的网关IP为192.168.100.1

五、修改/etc/sysctl.conf
net.inet.ip.forwarding=1
使防火墙进行IP转发

重启

六、测试
攻击前先访问http://172.16.0.1/index.html，正常打开了WEB服务器上的主页
攻击：
往防火墙的外部IP172.16.0.1的80端口发动DDOS攻击。
hgod 172.16.0.1 80
观察WEB服务器192.168.100.2上的80端口连接情况和收到的包数。
统计防火墙上受攻击强度（包/每秒）。
speed.sh
#!/bin/sh
oldval=0
curval=0
while true
do
curval=`netstat -i | grep xl0 | head -1 | awk '{print ＄5}'
if [ ＄oldval = 0 ]; then
old=＄curval
else
echo `date`" pkg inbound rate on xl0: ＄((＄curval-＄oldval)) pps"
oldval=＄curval
fi
sleep 1
done
`


七、测试结果

DDOS攻击下，防火墙接收到的包速率为：2.6万-2.8万个包每秒
在PF的保护下，仅DDOS攻击时，WEB服务器没有收到一个包，说明防火墙全挡住了非法包。
去掉SYNPROXY的保护，即最后一条规则时，WEB服务器收到的包速成率与防火墙收到的包相当。访问WEB服务器时被拒绝。
在PF保护下，WEB_server的访问正常。

结论：
基于PF的防DDOS攻击对于每秒3万个包以下的攻击抵挡效果出色。对于更大流量的攻击，有待进一步测试。

进一步的工作:

结合ALTQ中RED算法的连接耖尽攻击防范。
尽管对于非法IP的拦截PF可以大显身手，但对于完整TCP连接的消耖攻击，同样非常重要，下一篇将讲述如何利用RED（Random Early Detection)算法来适当保护合法用户。利用二八原则来区分用户的合法性。在表面上区分不了连接的合法性时，只能作适当的牺牲，牺牲突然前来地访问的用户。

作为保护服务器的不停机运行的第三把利剑，还可结合负载均衡来增强WEB服务器的高可用性.