防火墙防止DDOS SYN Flood的原理详细介绍

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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。