Linux下防御DDOS攻击的操作梳理

 

DDOS的全称是Distributed Denial of Service，即"分布式拒绝服务攻击"，是指击者利用大量“肉鸡”对攻击目标发动大量的正常或非正常请求、耗尽目标主机资源或网络资源，从而使被攻击的主机不能为合法用户提供服务。

DDOS攻击的本质是：
利用木桶原理，寻找利用系统应用的瓶颈；阻塞和耗尽；当前问题：用户的带宽小于攻击的规模，噪声访问带宽成为木桶的短板。

可以参考下面的例子理解下DDOS攻击。
1）某饭店可以容纳100人同时就餐，某日有个商家恶意竞争，雇佣了200人来这个饭店坐着不吃不喝，导致饭店满满当当无法正常营业。（DDOS攻击成功）
2）老板当即大怒，派人把不吃不喝影响正常营业的人全都轰了出去，且不再让他们进来捣乱，饭店恢复了正常营业。（添加规则和黑名单进行DDOS防御，防御成功）
3）主动攻击的商家心存不满，这次请了五千人逐批次来捣乱，导致该饭店再次无法正常营业。（增加DDOS流量，改变攻击方式）
4）饭店把那些捣乱的人轰出去只后，另一批接踵而来。此时老板将饭店营业规模扩大，该饭店可同时容纳1万人就餐，5000人同时来捣乱饭店营业也不会受到影响。（增加硬防与其抗衡）

DDOS攻击只不过是一个概称，其下有各种攻击方式，比如:"CC攻击、SYN攻击、NTP攻击、TCP攻击、DNS攻击等等"，现在DDOS发展变得越来越可怕，NTP服务放大攻击渐渐成为主流了，这意味着可以将每秒的攻击流量放大几百倍，比如每秒1G的SYN碎片攻击换成NTP放大攻击，就成为了200G或者更多。
--------------------------------------------------顺便介绍下NTP服务放大攻击--------------------------------------------------------

什么事NTP服务？
网络时间协议NTP（Network Time Protocol）是用于互联网中时间同步的标准互联网协议。NTP服务器通过NTP服务向网络上的计算机或其他设备提供标准的授时服务，以保证这些服务系统的时钟能够同步。通常NTP服务使用UDP 123端口提供标准服务。

什么是NTP服务放大攻击？
标准NTP 服务提供了一个 monlist查询功能，也被称为MON_GETLIST，该功能主要用于监控 NTP 服务器的服务状况，当用户端向NTP服务提交monlist查询时，NTP 服务器会向查询端返回与NTP 服务器进行过时间同步的最后 600 个客户端的 IP，响应包按照每 6 个 IP 进行分割，最多有 100 个响应包。由于NTP服务使用UDP协议，攻击者可以伪造源发地址向NTP服务进行monlist查询，这将导致NTP服务器向被伪造的目标发送大量的UDP数据包，理论上这种恶意导向的攻击流量可以放大到伪造查询流量的100倍。

NTP是用UDP传输的，所以可以伪造源地址。NTP协议中有一类查询指令，用短小的指令即可令服务器返回很长的信息，放大攻击就是基于这类指令的。
比如：
小明以吴一帆的名义问李雷"我们班有哪些人？" ,李雷就回答吴一帆说"有谁谁谁和谁谁谁……"”"(几百字),那么小明就以8个字的成本，令吴一帆收到了几百字的信息，所以叫做放大攻击。
(也就是说：对方服务器是个话唠，你以小明的身份问他一个问题，他回答小明一千句，结果小明崩溃了）

网络上一般NTP服务器都有很大的带宽，攻击者可能只需要1Mbps的上传带宽欺骗NTP服务器，即可给目标服务器带来几百上千Mbps的攻击流量，达到借刀杀人的效果。
所以现在新的ntpd已经可以通过配置文件，关掉除时间同步以外的查询功能。而时间同步的查询和返回大小相同(没记错的话)，所以没办法用作放大攻击。

如何查看是否遭受NTP放大攻击？
如果网络上检测到大流量的UDP 123端口的数据，就可以确认正在遭受此类攻击。

如何防范NTP放大攻击？
1)升级服务程序版本
将系统中的NTP服务升级到 ntpd 4.2.7p26 或之后的版本，因为 ntpd 4.2.7p26 版本后，服务默认是关闭monlist查询功能的。

2)关闭服务的monlist查询功能：
首先查询问题主机的REQ_MON_GETLIST和REQ_MON_GETLIST_1请求是否可用。具体操作方法：
   # ntpq -c rv
   # ntpdc -c sysinfo
   # ntpdc -n -c monlist

如果上述功能可用，可尝试通过修改ntp.conf文件解决问题，具体操作建议是在上述配置文件中增加下面的配置：
   IPV4: restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery
   IPv6: restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery

允许发起时间同步的IP，与本服务器进行时间同步，但是不允许修改ntp服务信息，也不允许查询服务器的状态信息（如monlist）*/

另外，还可以配置限制访问命令，如：

restrict default noquery    #允许普通的请求者进行时间同步，但是不允许查询ntp服务信息*/

修改并保存配置文件之后，请重启ntpd服务。

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近年来，一些重大的DDOS攻击案例：

1）2000年2月，包括雅虎、CNN、亚马逊、eBay、http://Buy.com、ZDNet，以及E*Trade和Datek等网站均遭受到了DDOS攻击，并致使部分网站瘫痪。
2）2007年5月，爱沙尼亚三周内遭遇三轮DDOS攻击,总统府、议会、几乎全部政府部门、主要政党、主要媒体和2家大银行和通讯公司的网站均陷入瘫痪，为此北约顶级反网络恐怖主义专家前往该国救援。
3）2009年519断网事件导致南方六省运营商服务器全部崩溃，电信在南方六省的网络基本瘫痪。2009年7月，韩国主要网站三天内遭遇三轮猛烈的DDOS攻击，韩国宣布提前成立网络司令部。
4）比较著名的案例还有有：
  全球三大游戏平台：暴雪战网、Valve Steam和EA Origin遭到大规模DDoS攻击，致使大批玩家无法登录与进行游戏。随后名为DERP的黑客组织声称对此次大规模的DDoS攻击行动负责。

对于DDOS攻击的简单防护措施：  

1）关闭不必要的服务和端口；
2）限制同一时间内打开的syn半连接数目；
3）缩短syn半连接的超时时间；
4）及时安装系统补丁；
5）禁止对主机非开放服务的访问；
6）启用防火墙防DDOS属性。硬件防火墙价格比较昂贵，可以考虑利用Linux系统本身提供的防火墙功能来防御。
7）另外也可以安装相应的防护软件，这里强烈建议安装安全狗软件,防护性能不错，并且免费。
8）购买DDOS防御产品，比如阿里云盾的DDOS防御中的高防IP，这个使用起来，效果也很给力。

接下来说下Linux系统下预防DDOS攻击的操作：

Linux服务器在运行过程中可能会受到黑客攻击，常见的攻击方式有SYN，DDOS等。
通过更换IP，查找被攻击的站点可能避开攻击，但是中断服务的时间比较长。比较彻底的解决方法是添置硬件防火墙，但是硬件防火墙价格比较昂贵。可以考虑利用Linux系统本身提供的防火墙功能来防御。
SYN攻击是利用TCP/IP协议3次握手的原理，发送大量的建立连接的网络包，但不实际建立连接，最终导致被攻击服务器的网络队列被占满，无法被正常用户访问。
Linux内核提供了若干SYN相关的配置，加大SYN队列长度可以容纳更多等待连接的网络连接数，打开SYN Cookie功能可以阻止部分SYN攻击，降低重试次数也有一定效果。
而DDOS则是通过使网络过载来干扰甚至阻断正常的网络通讯，通过向服务器提交大量请求，使服务器超负荷，阻断某一用户访问服务器阻断某服务与特定系统或个人的通讯。可以通过配置防火墙或者使用脚本工具来防范DDOS攻击；

1）优化几个sysctl内核参数：

[root@test3-237 ~]# vim /etc/sysctl.conf 
......
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096      #表示SYN队列的长度，加大队列长度可以容纳更多等待连接的网络连接数
net.ipv4.tcp_syncookies = 1              #表示开启SYN Cookies功能。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭，1表示打开；
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2          #下面这两行表示定义SYN重试次数
net.ipv4.tcp_syn_retries = 2       

#提高TCP连接能力 
net.ipv4.tcp_rmem = 32768
net.ipv4.tcp_wmem = 32768 
net.ipv4.tcp_sack = 0     #打开tcp_sack功能，1表示"关闭"，0表示"打开"

......


[root@test3-237 ~]# sysctl -p    #使上面配置生效

2）利用linux系统自带iptables防火墙进行预防：

先查看服务器上连接web端口（比如80端口）的哪个ip是最多的，如果发现可疑ip，就果断将其断开与服务器连接

查看80端口的连接情况
[root@test3-237 ~]# netstat -an | grep ":80" | grep ESTABLISHED 

下面的命令表示获取服务器上ESTABLISHED连接数最多的前10个ip，排除了内部ip段192.168|127.0开头的。
[root@test3-237 ~]# /bin/netstat -na|grep ESTABLISHED|awk '{print $5}'|awk -F: '{print $1}'|sort|uniq -c|sort -rn|head -10|grep -v -E '192.168|127.0'
      4001 140.205.140.205
      2388 124.65.197.154
      1807 111.205.224.15
      18 10.51.58.16
      .......

将上面140.205.140.205、124.65.197.154、111.205.224.15的这三个ip的包丢弃
[root@test3-237 ~]# iptables -A INPUT -s 140.205.140.205 -p tcp -j DROP 
[root@test3-237 ~]# iptables -A INPUT -s 124.65.197.154 -p tcp -j DROP 
[root@test3-237 ~]# iptables -A INPUT -s 111.205.224.15 -p tcp -j DROP 
[root@test3-237 ~]# service iptables save
[root@test3-237 ~]# service iptables restart

不过上面的方法对于伪造源IP地址的SYN FLOOD攻击就无效了！

-------------------------------------其他预防攻击的设置-------------------------------------
防止同步包洪水（Sync Flood），缩短SYN-Timeout时间：
[root@test3-237 ~]# iptables -A FORWARD -p tcp --syn -m limit --limit 1/s -j ACCEPT
[root@test3-237 ~]# iptables -A INPUT -i eth0 -m limit --limit 1/sec --limit-burst 5 -j ACCEPT

其中：
--limit 1/s 限制syn并发数每秒1次，可以根据自己的需要修改防止各种端口扫描
[root@test3-237 ~]# iptables -A FORWARD -p tcp --tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST RST -m limit --limit 1/s -j ACCEPT 

Ping洪水攻击（Ping of Death）
[root@test3-237 ~]# iptables -A FORWARD -p icmp --icmp-type echo-request -m limit --limit 1/s -j ACCEPT 


控制单个IP的最大并发连接数。
如下设置表示：允许单个IP的最大连接数为 30
[root@test3-237 ~]# iptables -I INPUT -p tcp --dport 80 -m connlimit --connlimit-above 30 -j REJECT

控制单个IP在一定的时间（比如60秒）内允许新建立的连接数。
如下设置表示：单个IP在60秒内只允许最多新建30个连接
[root@test3-237 ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -m recent --name BAD_HTTP_ACCESS --update --seconds 60 --hitcount 30 -j REJECT
[root@test3-237 ~]# iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -m recent --name BAD_HTTP_ACCESS --set -j ACCEPT
---------------------------------------------------------------------------------------------------
如果出现报错：
iptables: Invalid argument. Run `dmesg' for more information.

解决办法：
增加 xt_recent模块的参数值即可，默认是20
[root@test3-237 ~]# cat /sys/module/xt_recent/parameters/ip_pkt_list_tot
20
[root@test3-237 ~]# echo 50 > /sys/module/xt_recent/parameters/ip_pkt_list_tot
[root@test3-237 ~]# cat /sys/module/xt_recent/parameters/ip_pkt_list_tot
50
---------------------------------------------------------------------------------------------------

禁止ping（即禁止从外部ping这台服务器）：
[root@test3-237 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all

用iptables屏蔽IP（如下禁止213.8.166.237连接本机的80端口）
[root@test3-237 ~]# iptables -A INPUT -s 213.8.166.227 -p tcp -m tcp -m state --state NEW --dport 80 --syn -j REJECT 

允许某ip连接（如下允许13.78.66.27连接本机的80端口）
[root@test3-237 ~]# iptables -A INPUT -s 13.78.66.27 -p tcp -m tcp -m state --state NEW --dport 80 --syn -j ACCEPT 

3）使用DDoS deflate脚本自动屏蔽攻击ip 

DDoS deflate是一款免费的用来防御和减轻DDoS攻击的脚本。它通过netstat监测跟踪创建大量网络连接的IP地址，在检测到某个结点超过预设的限制时，该程序会通过APF或IPTABLES禁止或阻挡这些IP.
DDoS deflate其实是一个Shell脚本，使用netstat和iptables工具，对那些链接数过多的IP进行封锁，能有效防止通用的恶意扫描器，但它并不是真正有效的DDoS防御工具。

DDoS deflate工作过程描述：
同一个IP链接到服务器的连接数到达设置的伐值后，所有超过伐值的IP将被屏蔽，同时把屏蔽的IP写入ignore.ip.list文件中，与此同时会在tmp中生成一个脚本文件，这个脚本文件马上被执行，但是一
运行就遇到sleep预设的秒，当睡眠了这么多的时间后，解除被屏蔽的IP，同时把之前写入ignore.ip.list文件中的这个被封锁的IP删除，然后删除临时生成的文件。
一个事实：如果被屏蔽的IP手工解屏蔽，那么如果这个IP继续产生攻击，那么脚本将不会再次屏蔽它（因为加入到了ignore.ip.list），直到在预设的时间之后才能起作用，加入到了ignore.ip.list中的
IP是检测的时候忽略的IP。可以把IP写入到这个文件以避免这些IP被堵塞，已经堵塞了的IP也会加入到ignore.ip.list中，但堵塞了预定时间后会从它之中删除。

如何确认是否受到DDOS攻击？ 
[root@test3-237 ~]# netstat -ntu | awk '{print $5}' | cut -d: -f1 | sort | uniq -c | sort -n
      1 Address
      1 servers)
      2 103.10.86.5
      4 117.36.231.253
      4 19.62.46.24
      6 29.140.22.18
      8 220.181.161.131    
      2911 167.215.42.88

每个IP几个、十几个或几十个连接数都还算比较正常，如果像上面成百上千肯定就不正常了。比如上面的167.215.42.88，这个ip的连接有2911个！这个看起来就很像是被攻击了！

下面就说下通过DDoS deflate脚本来自动屏蔽DDOS攻击的ip 
1）下载DDoS deflate安装脚本，并执行安装。
[root@test3-237 ~]# wget http://www.inetbase.com/scripts/ddos/install.sh
[root@test3-237 ~]# chmod 0700 install.sh
[root@test3-237 ~]# ./install.sh

--------------------------------------------------------------------------
卸载DDos default的操作如下：
# wget http://www.inetbase.com/scripts/ddos/uninstall.ddos
# chmod 0700 uninstall.ddos
# ./uninstall.ddos
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2）配置DDoS deflate下面是DDoS deflate的默认配置位于/usr/local/ddos/ddos.conf ，内容如下：
[root@test3-237 ~]# cat /usr/local/ddos/ddos.conf
##### Paths of the script and other files
PROGDIR="/usr/local/ddos"
PROG="/usr/local/ddos/ddos.sh"
IGNORE_IP_LIST="/usr/local/ddos/ignore.ip.list"         //IP地址白名单 
CRON="/etc/cron.d/ddos.cron"                            //定时执行程序 
APF="/etc/apf/apf"
IPT="/sbin/iptables"

##### frequency in minutes for running the script
##### Caution: Every time this setting is changed, run the script with --cron
#####          option so that the new frequency takes effect
FREQ=1                        //检查时间间隔，默认1分钟。设置检测时间间隔，默认是分钟，由于系统使用crontab功能，最小单位是分钟

##### How many connections define a bad IP? Indicate that below.
NO_OF_CONNECTIONS=150             //最大连接数，超过这个数IP就会被屏蔽，一般默认即可。默认是150，这是一个经验值，如果服务器性能比较高，可以设置200以上，以避免误杀

##### APF_BAN=1 (Make sure your APF version is atleast 0.96)
##### APF_BAN=0 (Uses iptables for banning ips instead of APF)
APF_BAN=0                      //使用APF还是iptables屏蔽IP。推荐使用iptables,将APF_BAN的值改为0即可。设置为1表示使用APF，如果使用APF则需要先安装，centos中默认就没有安装

##### KILL=0 (Bad IPs are'nt banned, good for interactive execution of script)
##### KILL=1 (Recommended setting)
KILL=1                        //是否屏蔽IP，默认即可 

##### An email is sent to the following address when an IP is banned.
##### Blank would suppress sending of mails
EMAIL_TO="root"              //当IP被屏蔽时给指定邮箱发送邮件，推荐使用，换成自己的邮箱即可。如果不希望发送邮件，设置为空，即EMAIL_TO=""

##### Number of seconds the banned ip should remain in blacklist.
BAN_PERIOD=600              //禁用IP时间（锁定ip的时间），默认600秒，可根据情况调整 


需要注意的是：
DDos default安装完成后在/usr/local/ddos目录下产生了ddos.conf、ddos.sh、ignore.ip.list和LICENSE这四个文件，其中：
ddos.conf是配置文件，ddos.sh是一个Shell文件，ignore.ip.list是存放忽略IP的文件，LICENSE是版权声明文件，安装完成后还在/etc/cron.d/下生产了ddos.cron文件，内容如下：

[root@test3-237 ~]# cat /etc/cron.d/ddos.cron 
SHELL=/bin/sh
0-59/1 * * * * root /usr/local/ddos/ddos.sh >/dev/null 2>&1

意思是每隔一分钟执行一下/usr/local/ddos/ddos.sh，这个脚本是关键！
这个cron任务是依赖ddos.conf文件中的NO_OF_CONNECTIONS变量产生的，如果修改了此值，可以通过运行如下命令更新（实际也是在安装是运行了如下命令）：
[root@test3-237 ~]# /usr/local/ddos/ddos.sh -c 
Stopping crond:                                            [  OK  ]
Starting crond:                                            [  OK  ]
Stopping crond:                                            [  OK  ]
Starting crond:                                            [  OK  ]

或者
[root@test3-237 ~]# /usr/local/ddos/ddos.sh --cron
Stopping crond:                                            [  OK  ]
Starting crond:                                            [  OK  ]
Stopping crond:                                            [  OK  ]
Starting crond:                                            [  OK  ]


3）DDos default选项 
# /usr/local/ddos/ddos.sh -h       #查看选项 
# /usr/local/ddos/ddos.sh -k n     #杀掉连接数大于n的连接。n默认为配置文件的NO_OF_CONNECTIONS 
  比如：
  [root@test3-237 ~]# /usr/local/ddos/ddos.sh -k 150
      2 103.110.186.75
      1 servers)
      1 Address
# /usr/local/ddos/ddos.sh -c       #按照配置文件创建一个执行计划。使得ddos.conf文件配置后生效

4）分享一个防御DDOS攻击的shell脚本

Linux服务器中一旦受到DDOS的攻击（比如IDC机房服务器被攻击了，关机，拔网线，降流量），目前只能通过封IP来源来暂时解决。
然而IP来源变化多端，光靠手工来添加简直是恶梦，所以还是想办法写个shell脚本来定时处理，这才是比较靠谱的办法。

[root@test3-237 ~]# mkdir /root/bin
[root@test1-237 ~]# cat /root/bin/dropip.sh    //此脚本自动提取攻击ip，然后自动屏蔽
#!/bin/bash
/bin/netstat -na|grep ESTABLISHED|awk '{print $5}'|awk -F: '{print $1}'|sort|uniq -c|sort -rn|head -10|grep -v -E '192.168|127.0'|awk '{if ($2!=null && $1>4) {print $2}}'>/tmp/dropip
for i in $(cat /tmp/dropip)
do
/sbin/iptables -A INPUT -s $i -j DROP
echo “$i kill at `date`”>>/var/log/ddos
done

以上脚本中最重要的是第二行，即：
获取ESTABLISHED连接数最多的前10个ip并写入临时文件/tmp/dropip,排除了内部ip段192.168|127.0开头的.通过for循环将dropip里面的ip通过iptables全部drop掉，然后写到日志文件/var/log/ddos。


给脚本添加执行权限
[root@test1-237 ~]# chmod +x /root/bin/dropip.sh

添加到计划任务，每分钟执行一次
[root@test1-237 ~]#crontab -e
*/1 * * * * /root/bin/dropip.sh

----------------------------------------------------------------------------------------
下面是针对连接数屏蔽IP
#!/bin/sh  
/bin/netstat -ant |grep 80 |awk '{print $5}' |awk -F":" '{print $1}' |sort |uniq -c |sort -rn |grep -v -E '192.168|127.0' |awk '{if ($2!=null && $1>50)}' > /root/drop_ip.txt  
for i in `cat /root/drop_ip.txt`  
do  
/sbin/iptables -I INPUT -s $i -j DROP;  
done  

5）Linux下使用safedog（安全狗）软件防御DDOS攻击:

[root@test3-237 ~]# setenforce 0     //关闭selinux，否则不能安装成功
[root@test3-237 ~]# getenforce       //永久关闭selinux需要配置/etc/sysconfig/selinux文件，并重启机器生效！！
Permissive

安装（nginx版）安全狗（safedog）
[root@test3-237 ~]# wget http://safedog.cn/safedogwz_linux_Nginx64.tar.gz
[root@test3-237 ~]# tar -zvxf safedogwz_linux_Nginx64.tar.gz 
[root@test3-237 ~]# cd safedogwz_linux_Nginx64
[root@test3-237 safedogwz_linux_Nginx64]# chmod 755 install.py 
[root@bastion-IDC safedogwz_linux_Nginx64]# ls
install_files  install.py  uninstall.py
[root@test3-237 safedogwz_linux_Nginx64]# ./install.py -A          //卸载安全狗就用uninstall.py
.......
  step 3.5, start service...                                                                      [ok] 
  step 3.6, save safedog install info...                                                          [ok] 
   Tips: 
  (1)Run the command to setup Server Defense Module: sdui
  (2)Explore more features by tapping the command to join Cloud Management Center (fuyun.safedog.cn) with your account:  sdcloud -h 

If you need any help about installation,please tap the command: ./install.py -h
Install Completely!


温馨提示：
1）安装完成后，记得一定要重新启动Nginx服务，网站安全狗软件即可生效。
2）运行时,安装脚本默认将自动获取Nginx服务的安装路径；若自动获取失败则将提示输入Nginx服务的安装路径（绝对路径），需要根据所安装的Nginx的目录，填写真实的安装路径。
3）当出现提示：Are you sure to uninstall?[y/n]时，输入y