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IP知识百科之什么是SYN Flood

SYN Flood

SYN Flood是互联网上最原始、最经典的DDoS攻击之一。它利用了TCP协议的三次握手机制,攻击者通常向服务器发送海量的变源IP地址或变源端口的TCP SYN报文,服务器响应了这些报文后就会生成大量的半连接,当系统资源被耗尽后,服务器将无法提供正常的服务。

增加服务器性能,提供更多的连接能力对于SYN Flood的海量报文来说杯水车薪,防御SYN Flood的关键在于判断哪些连接请求来自于真实源,屏蔽非真实源的请求以保障正常的业务请求能得到服务。

SYN Flood是如何发生的

SYN Flood顾名思义就是用洪水一样的SYN报文进行攻击。SYN报文指的是TCP协议中的Synchronize报文,是TCP三次握手过程中的首个报文。正常的TCP三次握手过程如下:

在连接超时之前,服务器会一直等待ACK报文,此时该连接状态为半开放连接(也称半连接)。半连接会占用服务器的连接数,当连接数被占满时,服务器将无法提供正常的服务。黑客正是通过这个机制来实现SYN Flood。黑客通常通过伪造的源IP地址或端口,向服务器发送大量的SYN报文,请求建立TCP连接。

由于源IP地址或端口是伪造的,服务器发送的SYN-ACK报文永远不会被真实的客户端接收和回应。极少数情况下,黑客也会使用真实源IP地址,但他们只是通过攻击工具发送海量SYN报文,工具并不会响应来自服务器SYN-ACK报文。无论如何服务器都接收不到ACK报文,产生了大量的半连接。

此时服务器需要维持一张巨大的等待列表,不停地重试发送SYN-ACK报文,同时大量的资源无法释放。当服务器被这些恶意的半连接占满时,就不会再响应新的SYN报文,从而导致正常的用户无法建立TCP连接。

如何识别和防御SYN Flood

对于服务器自身来说,最直接的做法就是提高服务能力,比如组建集群/升级硬件。但是这种方式成本巨大,且对于海量的攻击报文来说并没有太大的作用。因此必须在这些攻击报文到达服务器之前就进行拦截。

然而对于防火墙这类安全设备而言,SYN报文是正常的业务报文,防火墙的安全策略必须允许其通过,否则服务器就无法对外提供服务。管理员无法预知哪些是虚假源,也无法做到快速、自动地配置或取消安全策略来应对不可预期的攻击流量。

此时就需要Anti-DDoS系统的能力,它部署在网络入口处,在服务器之前处理SYN报文,识别出虚假源,屏蔽来自这些地址的报文,只将合法的SYN报文传递给服务器。Anti-DDoS系统处理SYN报文主要有两种手段,源认证和首包丢弃。

源认证:Anti-DDoS系统拦截客户端发送的SYN报文,代替服务器向客户端发送SYN-ACK报文,如果客户端不应答,则认为该客户端为虚假源;如果客户端应答,则Anti-DDoS系统认为该客户端为真实源,并将其IP地址加入白名单,在一段时间允许该源发送的所有SYN报文通过,也不做代答。

首包丢弃:Anti-DDoS系统利用首包丢弃来解决大量反弹的SYN-ACK报文会对网络造成一定压力的问题。正常情况下客户端发送SYN报文后如果在一定时间没有收到服务器的SYN-ACK应答,客户端会重新发送SYN报文。Anti-DDoS系统会丢弃掉收到的第一个SYN报文。SYN Flood攻击时,黑客发送的绝大多数是变源的SYN报文,所有的SYN报文对于Anti-DDoS系统来说都是首包,都将被直接丢弃。如果客户端重传了SYN报文,Anti-DDoS系统再对该报文进行源认证。

编辑:jq

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