一、Cisco IOS安全技术
Cisco IOS防火墙特性集作为Cisco IOS软件的一个选项，提供了一个先进的安
全解决方案，这种集成化路由器安全解决方案是Cisco Systems安全解决方案系
统中的一个部件。
Cisco IOS安全服务包括一系列特性，能使管理人员将一台Cisco路由器配置成
为一个防火墙，而Cisco IOS防火墙特性集则可以为现有的Cisco IOS安全解决
方案增加更大的深度和灵活性。表1为Cisco IOS防火墙特性集相关新特性的概
述。
 
二、基于上下文的访问控制
CBAC提供四个方面的主要功能：
. 流量过滤：
扩展ACL只能过滤3层和4层的流量，RACL能够过滤5层的流量，而CBAC
支持应用层的检测，即查看某些数据包的内容，如FTP，他能够分别查看
控制连接或者数据连接，由于控制和数据使用的端口是分开的，所以这点
对于CBAC来说是做不到的。CBAC甚至能够检测HTTP连接中使用的Java
程序，并过滤他们。
. 流量检测：
CBAC不仅能像RACL那样检查返回到网络的流量，同时还能够防止TCP SYN
洪水***：CBAC能够检测客户端到服务器连接的频率，如果到达一个限
度，就会关闭这些连接。也可用来防止DoS分片***。
. ***检测：
CBAC是一个基于状态的防火墙机制，他也能够检测某些DoS***。提供


对于某些SMTP e-mail***的保护，限制某些SMTP命令发送到你内部网
络的e-mail服务器。所有这些***都使CBAC产生日志信息，并且会选择
性的重置TCP连接或者丢弃这些欺骗数据包。
. 一般的告警和审计：
CBAC对于检测到的问题或***能够产生实时的告警，对于连接请求提供
详细的审计信息。例如，记录所有的网络连接请求，包括源和目的的IP
地址，连接使用的端口，发送的数据大小，连接开始和结束的时间。

CBAC的原理：
CBAC会追踪它监视的连接，创建包括每个连接信息的状态表。这个表和PIX使
用的状态表很相似。CBAC监视TCP，UDP，和ICMP的连接并记录到状态表，并为
返回的流量创建动态ACL条目，这点和RACL很相似。但是CBAC能够检测应用层
的流量，这点是RACL不能实现的。CBAC使用状态表和动态ACL条目来检测和防
止某些DoS***，尤其是TCP洪水***。
CBAC的处理步骤：
 

1.用户发起一个到外部的连接，如Telnet。如果配置了进站ACL，则在CBAC检
测之前先处理进站ACL。接着根据CBAC的检测规则，Cisco IOS来检测或忽略这
些连接。如果没有要检测的连接，Cisco IOS允许数据包的通过，否则跳入步骤
2。
2.Cisco IOS比较当前连接和状态表中的条目：如果条目不存在，则添加一条到
状态表中，否则，Cisco IOS重置这个连接的空闲计时器（idle timer）

3.如果这是一个新条目，则Cisco IOS添加一个动态ACL条目到外部接口的进站
方向，允许返回到内部网络的流量。这个动态ACL不会保存到NVRAM。
在Cisco IOS 12.3（4）T后，出现了一个新的特性叫做：Firewall ACL Bypass
(FAB)，使用这个特性后，Cisco IOS不会为允许返回的流量创建动态ACL条目，
而是直接查看状态表看哪些流量允许返回内部网络，这是通过快速交换进程，如
CEF来实现的，从而加快了处理返回的流量的速度。如果在状态表中没有发现符
合的条目，则继续进行进站ACL的检查过程。在12.3（4）T之后，FAB特性会
自动的启用并且不能被关闭。
 注意：CBAC能够配置要检测哪个方向的流量，大多数情况下，你可以在边界路
由器上配置CBAC来允许返回到内部网络的流量。然而，你也能够配置CBAC来同
时检测两个方向的流量，来同时保护两边的网络。
CBAC相比与RACL的改进
TCP：
像RACL一样，CBAC会检测TCP数据包包头的控制位，如果看到FIN位，则Cisco
IOS会等待5秒钟来关闭连接，并且删除动态ACL条目（在FAB特性引入之前），
并从状态表中删除条目。如果一个TCP的会话空闲超过1个小时，则Cisco IOS
会移除这个条目。此外和RACL不同的是CBAC会要求TCP连接在看到第一个SYN
字段的30秒钟之内（用户配置）建立。如果在这个时间断里没有建立，Cisco IOS
会从状态表中出这个条目和ACL。
此外，CBAC还会检查TCP连接的序列号来保证在一个范围内。如果不在这个范
围中，CBAC会丢且这些报文，并且假设发生了DoS欺骗***。
UDP：
和RACL一样，CBAC会估计UDP连接的时间，假设30秒之内（用户配置）没有
UDP数据包，则说明连接已经结束了。因此Cisco IOS从状态表中移除这个条目
（包括动态ACL条目）。此外，与RACL不同的是，CBAC会检测DNS的查询和响
应。如果内部设备产生了DNS查询，远端DNS服务器应该会在5秒钟发送DNS
响应。如果在5秒钟内没有看到响应，这个DNS连接条目会被立刻移除来防止欺
骗***。同样的，如果从DNS服务器看到DNS响应后，Cisco IOS也会立刻从状
态表中移除相应，来防止DNS欺骗和DoS***。
另外的连接：
某些应用程序，如FTP，会开启额外的连接来传输数据。这种情况RACL就不能
起作用了，而CBAC能够监视这些应用的控制连接，并决定他们是否开启了其他
的数据连接。当CBAC发现额外开启的连接，他会自动将这些信息加入到状态表
中（在启用FAB之前，还会加入到动态ACL种）来允许这些连接通过路由器。

对于地址转换的支持：
CBAC对于经过地址转换的地址能够在状态表种进行正确的转换，并正确的响应。
但是有两个限制：
. 启用CBAC的路由器必须同时扮演地址转换的角色，这样才能够获得包头
的地址转换的信息。
. 并不支持所有的应用程序；只支持某些类型的地址转换，如NAT，而不是
PAT。

CBAC的配置：
步骤一：决定路由器上的哪个接口作为内部接口，哪个接口作为外部接口
内部接口（internal）是指连接发起的数据包进入CBAC路由器的接口，外部接
口（external）是流量出去后返回CBAC路由器的接口，如果要配置双向CBAC，
推荐先配置单向CBAC，测试正常后再配置另外一边。
注意：如果不配置内部端口，则除了外部端口外的所有端口都是内部端口
步骤二：创建普通的IP ACL列表过滤进入和离开内部网络的流量，并保证那些
要监视的出站流量允许被通过
推荐在配置CBAC之前，先用ACL（应用到接口上）允许某些必要的流量进入或
离开内部网络，这样做简化了以后的CBAC配置和相关拍错
步骤三：（可选）改变全局的连接超时时间

Router(config)# ip inspect tcp synwait-time #_of_seconds 等待多长时
间来完成TCP连接（三次握手），默认是30秒
Router(config)# ip inspect tcp finwait-time #_of_seconds 等待多长时
间来完成TCP连接关闭，默认是5秒
Router(config)# ip inspect tcp idle-time #_of_seconds TCP连接的空
闲时间，默认是3600秒
Router(config)# ip inspect udp idle-time #_of_seconds UDP连接的空
闲时间，默认是30秒
Router(config)# ip inspect dns-timeout #_of_seconds 配置DNS查询条
目在状态表中存在的时间，默认是5秒，优先级高于UDP空闲时间
步骤四：（可选）配置应用程序端口映射（Port Application Mapping（PAM））
CBAC是哦那个PAM来决定要监视的应用连接类型，如果要监视的那些使用非标
准端口的应用程序，如HTTP使用8080端口，必须要手动配置。

PAM表中有三类条目：
. System-defined entries-默认的应用程序端口条目
. User-defined entries-用户定义的应用程序端口条目
. Host-specific entries-User-defined entries的一种，如果一个应用
程序同时存在默认端口和用户自定义的端口，则用户自定义的条目称为
Host-specific entries

配置PAM条目：
Router(config)# ip port-map application_name port port_# [list
acl_#] ACL指定哪些设备使用非标准的端口，如果不加代表全部设备。
PAM配置举例：使用PAM和ACL来决定CBAC检测的范围
 

Router(config)# ip port-map http port 8080 list 1
Router(config)# access-list 1 permit 192.1.1.2
Router(config)# ip port-map http port 8090 list 2
Router(config)# access-list 2 permit 192.1.1.3
检测IP地址为192.1.1.2，端口为8080的HTTP连接
检测IP地址为192.1.1.3，端口为8090的HTTP连接
注意：
PAM表在某些版本的Cisco IOS上必须保存配置，重启后才生效
使用show ip port-map查看

步骤五：定义CBAC监视规则（最为重要的一步）
定义哪些条目要加入到状态表，哪些流量被允许返回。如果出站流量不符合监视
规则，路由器不会监视这些流量，只把他们当作普通流量处理。

Router(config)# ip inspect name inspection_name protocol [alert {on |
off}] [audit-trail {on | off}] [timeout seconds]
protocol：支持的协议cuseeme, fragment, ftp, h323, http, icmp, netshow,
rcmd (UNIX R commands), realaudio, rpc, rtsp, sip, skinny, smtp, sqlnet,
streamworks, tcp, tftp, udp, and vdolive
alert和audit-trail：详细指定对于这条规则，告警和审计是否开启，如果不
配置，则启用默认告警审计规则
timeout：指定这条规则的超时，如果不指定，则使用默认超时时间
步骤六：在接口上激活监视规则。这样路由器会使用CBAC来监视这些流量
Router(config)# interface type [slot_#] port_#
Router(config -if)# ip inspect inspection_name {in | out}
in：连接发起的数据包进入CBAC路由器的接口
out：流量出去后返回CBAC路由器的接口
步骤七：（可选，强烈推荐）发送流量经过CBAC路由器来测试你的配置
CBAC查看命令：
Router# show ip inspect [parameter]
Router# show ip inspect sessions 查看CBAC状态表
告警和审计
告警
告警会显示CBAC的一些消息，如：路由器资源不够，DoS***和其他威胁。告
警默认情况会开启，并自动显示在console线程上。
全局关闭CBAC告警：
Router(config)# ip inspect alert-off
审计
审计会追踪CBAC检查的连接，获取他们的统计信息。默认情况下审计是关闭的。
全局开启CBAC审计，默认情况会显示在console线程上：

Router(config)# ip inspect audit trail
 
 
CBAC 实验

实验拓扑
 
实验要求
1． R1是内网，而R3是外网；
2． 全网运行ospf协议；
3． 内网可以ping通外网，但外网不能ping通内网；
4． 内网可以telnet到外网的3.3.3.3，但外网不能telnet到内网；
5． 对内网访问外网进行审计和跟踪。
6． 若要允许R1能够traceroute R3,而R3 不能traceroute R1呢？

实验步骤：
1. 配置ospf协议：

 R1: router ospf 1
 Router-id 1.1.1.1
 Network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0
 Network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R2,R3类似。
 

 
2. 配置CBAC：
Access-list 100 permit icmp any any （允许内部ping外部）
Access-list 100 permit ospf any any （允许OSPF协议）
Access-list 100 permit tcp any host 3.3.3.3 eq telnet（当telnet成功，
回来的流量杯CBAC检测）
Access-list 110 permit icmp any any echo-reply（允许外部回应内
部ping包）
Access-list 110 permit ospf any any
ip inspect name itb tcp audit-trail on（配置CBAC，打开跟踪功能）
no ip inspect alert-off(默认就是开启的，不需要这条命令)
Int s0/0
Ip access-group 100 in
Ip inspect itb in
Int s0/1
Ip access-group 110 in

3. 若允许traceroute,则配置为：
Access-list 100 permit icmp any any （允许内部ping外部）
Access-list 100 permit ospf any any （允许OSPF协议）
Access-list 100 permit tcp any host 3.3.3.3 eq telnet（当telnet成功，
回来的流量杯CBAC检测）
Access-list 100 permit ip any any （允许IP流量，同时允许了
 


traceroute）
Access-list 110 permit icmp any any echo-reply（允许外部回应内
部ping包）
Access-list 110 permit ospf any any
Access-list 110 permit icmp any any time-exceeded
Access-list 110 permit icmp any any unreachable(允许回应内部到
外部的traceroute包)
ip inspect name itb tcp audit-trail on（配置CBAC，打开跟踪功能）
no ip inspect alert-off(默认就是开启的，不需要这条命令)
Int s0/0
Ip access-group 100 in
Ip inspect itb in
Int s0/1
Ip access-group 110 in

4. 查看：
R1#TELNET 3.3.3.3
登录成功后可以在R2#show ip inspect session
 Show ip inspect config
 Debug ip inspect events
R1#traceroute 3.3.3.3可以到达。