寬帶接入交換機面臨的風(fēng)險及對策

如今寬帶接入交換機的發(fā)展也遇到了很多問題，特別是網(wǎng)絡(luò)安全問題，寬帶接入交換機通常需要與用戶終端直接連接，一旦用戶終端感染蠕蟲病毒，病毒發(fā)作就會嚴(yán)重消耗帶寬和交換機資源，甚至造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓，這一現(xiàn)象在Slammer和沖擊波事件中早已屢見不鮮。寬帶接入交換機究竟面臨哪些安全風(fēng)險？怎樣才能化解這些風(fēng)險？接下來我們將逐一揭示。

寬帶接入交換機的風(fēng)險

利用抓包工具，筆者經(jīng)常捕獲到大流量的異常報文，它們一方面消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬，另一方面消耗網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的資源，影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行。單播類異常報文：單播流量大多數(shù)是發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備根據(jù)路由表對這些報文做出轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄處理。對私有IP地址，公網(wǎng)三層交換機或路由器會自動丟棄單播流量。如果用戶已經(jīng)獲得一個公網(wǎng)IP地址，這些單播流量就會被轉(zhuǎn)發(fā)出去，進(jìn)而影響更大范圍的網(wǎng)絡(luò)。以沖擊波病毒為例，中毒主機只要監(jiān)測到網(wǎng)絡(luò)可用，就會啟動一個攻擊傳播線程，不斷隨機生成攻擊地址進(jìn)行攻擊。在沖擊波發(fā)作嚴(yán)重的階段，網(wǎng)絡(luò)速度明顯變慢，一些接入層交換機和一些小型路由器甚至崩潰，寬帶接入交換機的CPU利用率達(dá)到100%，運營商不得不采取屏蔽ICMP報文的辦法加以應(yīng)對。

廣播類異常報文：廣播是實現(xiàn)某些協(xié)議的必要方式。廣播報文會發(fā)送給特定網(wǎng)段內(nèi)的所有主機，每臺主機都會對收到的報文進(jìn)行處理，做出回應(yīng)或丟棄的決定，其結(jié)果是既消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬又影響主機性能。利用端口隔離技術(shù)，用戶可以限制廣播報文只發(fā)往上行端口，這樣可以減小對本網(wǎng)段鏈路和主機的影響，但無法解決對匯聚層和核心層設(shè)備造成的影響。如果在匯聚或核心設(shè)備上將多個小區(qū)劃在一個VLAN 內(nèi)，廣播類流量就會通過上層設(shè)備返回到其他小區(qū)，進(jìn)而繼續(xù)占用這些小區(qū)的鏈路帶寬并影響主機性能，這種配置方法在當(dāng)前寬帶網(wǎng)絡(luò)中廣泛存在。

組播類異常報文：組播類信息本來只服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的部分用戶，其目的地址是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)申請加入組播組的主機。一些主機并沒有申請加入組播組，這些組播報文本不應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)給這些主機，但是事實上這些主機還是收到了組播信息。是什么原因?qū)е陆M播報文轉(zhuǎn)發(fā)給沒有申請加入的主機呢?原來，為了實現(xiàn)組播，二層交換機使用GMRP組播注冊協(xié)議或IGMP Snooping協(xié)議來維護(hù)一個動態(tài)組播表，然后把組播報文轉(zhuǎn)發(fā)給與該組播組成員相關(guān)的端口，以實現(xiàn)在VLAN 內(nèi)的二層組播，如果沒有運行IGMP Snooping，組播報文將在二層廣播，這就是導(dǎo)致組播泛濫的原因。

隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步普及以及視頻應(yīng)用的逐漸增加，組播技術(shù)將會得到更廣泛地應(yīng)用，那時組播類異常流量不僅會出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的第二層，而且還會路由到整個組播樹。加上視頻類信息流量較大，很難區(qū)分正常流量和不正常流量。因而對組播進(jìn)行控制也就更加困難了。

總之，局域網(wǎng)內(nèi)的應(yīng)用存在被病毒利用的可能性，如果不有效限制異常流量，就會對網(wǎng)絡(luò)帶寬以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備造成資源消耗。因此，為面向用戶的二層交換機增加智能，把問題隔離在最小的范圍內(nèi)，就顯得尤為重要。

化解風(fēng)險的對策

利用寬帶接入交換機的流量控制功能，我們能夠把流經(jīng)端口的異常流量限制在一定的范圍內(nèi)。例如，Cisco交換機具有基于端口的流量控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)暴控制、端口保護(hù)和端口安全。風(fēng)暴控制能夠緩解單播、廣播或組播包導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)變慢，通過對不同種類流量設(shè)定一個閾值，寬帶接入交換機在端口流量達(dá)到設(shè)定值時啟動流量控制功能甚至將端口宕掉。端口保護(hù)類似于端口隔離，設(shè)置了端口保護(hù)功能的端口之間不交換任何流量。端口安全是對未經(jīng)許可的地址進(jìn)行端口級的訪問限制。無獨有偶，華為交換機提供流量控制和廣播風(fēng)暴抑制比等端口控制功能。流量控制功能用于交換機與寬帶接入交換機之間在發(fā)生擁塞時通知對方暫時停止發(fā)送數(shù)據(jù)包，以避免報文丟失。廣播風(fēng)暴抑制可以限制廣播流量的大小，對超過設(shè)定值的廣播流量進(jìn)行丟棄處理。

不過，寬帶接入交換機的流量控制功能只能對經(jīng)過端口的各類流量進(jìn)行簡單的速率限制，將廣播、組播的異常流量限制在一定的范圍內(nèi)，而無法區(qū)分哪些是正常流量，哪些是異常流量。同時，如何設(shè)定一個合適的閾值也比較困難。如果需要對報文做更進(jìn)一步的控制用戶可以采用ACL(訪問控制列表 )。ACL利用IP地址、TCP/UDP端口等對進(jìn)出交換機的報文進(jìn)行過濾，根據(jù)預(yù)設(shè)條件，對報文做出允許轉(zhuǎn)發(fā)或阻塞的決定。Cisco和華為的交換機均支持IP ACL和MAC ACL，每種ACL分別支持標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式。標(biāo)準(zhǔn)格式的ACL根據(jù)源地址和上層協(xié)議類型進(jìn)行過濾，擴(kuò)展格式的ACL根據(jù)源地址、目的地址以及上層協(xié)議類型進(jìn)行過濾。

通過細(xì)分不同的網(wǎng)絡(luò)流量，用戶可以針對性地對異常流量分別進(jìn)行控制。通過IP報文的協(xié)議字段控制單播類異常流量，通過以太幀的協(xié)議字段控制廣播類異常報文，通過IP目的地址段控制組播類報文。除了這些控制手段之外，網(wǎng)絡(luò)管理員還需要經(jīng)常注意網(wǎng)絡(luò)異常流量，及時定位異常流量的源主機，并且排除故障。