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16-ARP攻击防御配置
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ARP协议有简单、易用的优点，但是也因为其没有任何安全机制而容易被攻击发起者利用。
· 攻击者可以仿冒用户、仿冒网关发送伪造的ARP报文，使网关或主机的ARP表项不正确，从而对网络进行攻击。
· 攻击者通过向设备发送大量目标IP地址不能解析的IP报文，使得设备试图反复地对目标IP地址进行解析，导致CPU负荷过重及网络流量过大。
· 攻击者向设备发送大量ARP报文，对设备的CPU形成冲击。
关于ARP攻击报文的特点以及ARP攻击类型的详细介绍，请参见“ARP攻击防范技术白皮书”。
目前ARP攻击和ARP病毒已经成为局域网安全的一大威胁，为了避免各种攻击带来的危害，设备提供了多种技术对攻击进行防范、检测和解决。
表1-1 ARP攻击防御配置任务简介
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配置ARP防止IP报文攻击功能 |
配置ARP源抑制功能 |
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配置ARP黑洞路由功能 |
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配置源MAC地址固定的ARP攻击检测功能 |
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配置ARP报文源MAC地址一致性检查功能 |
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配置ARP主动确认功能 |
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配置授权ARP功能 |
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配置ARP自动扫描、固化功能 |
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配置ARP网关保护功能 |
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配置ARP过滤保护功能 |
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如果网络中有主机通过向设备发送大量目标IP地址不能解析的IP报文来攻击设备，则会造成下面的危害：
· 设备向目的网段发送大量ARP请求报文，加重目的网段的负载。
· 设备会试图反复地对目标IP地址进行解析，增加了CPU的负担。
为避免这种IP报文攻击所带来的危害，设备提供了下列两个功能：
· ARP源抑制功能：如果发送攻击报文的源是固定的，可以采用ARP源抑制功能。开启该功能后，如果网络中每5秒内从某IP地址向设备某接口发送目的IP地址不能解析的IP报文超过了设置的阈值，则设备将不再处理由此IP地址发出的IP报文直至该5秒结束，从而避免了恶意攻击所造成的危害。
· ARP黑洞路由功能：无论发送攻击报文的源是否固定，都可以采用ARP黑洞路由功能。开启该功能后，一旦接收到目标IP地址不能解析的IP报文，设备立即产生一个黑洞路由，使得设备在一段时间内将去往该地址的报文直接丢弃。等待黑洞路由老化时间过后，如有报文触发则再次发起解析，如果解析成功则进行转发，否则仍然产生一个黑洞路由将去往该地址的报文丢弃。这种方式能够有效地防止IP报文的攻击，减轻CPU的负担。
表1-2 配置ARP源抑制功能
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使能ARP源抑制功能 |
缺省情况下，ARP源抑制功能处于关闭状态 |
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配置ARP源抑制的阈值 |
缺省情况下，ARP源抑制的阈值为10 |
表1-3 配置ARP黑洞路由功能
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使能ARP黑洞路由功能 |
缺省情况下，ARP黑洞路由功能处于开启状态 |
在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后ARP源抑制的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
表1-4 ARP防止IP报文攻击显示和维护
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显示ARP源抑制的配置信息 |
某局域网内存在两个区域：研发区和办公区，分别属于VLAN 10和VLAN 20，通过接入交换机连接到网关Device，如图1-1所示。
网络管理员在监控网络时发现办公区存在大量ARP请求报文，通过分析认为存在IP泛洪攻击，为避免这种IP报文攻击所带来的危害，可采用ARP源抑制功能和ARP黑洞路由功能。
图1-1 ARP防止IP报文攻击配置组网图
对攻击报文进行分析，如果发送攻击报文的源地址是固定的，采用ARP源抑制功能。在Device上做如下配置：
· 使能ARP源抑制功能；
· 配置ARP源抑制的阈值为100，即当每5秒内的ARP请求报文的流量超过100后，对于由此IP地址发出的IP报文，设备不允许其触发ARP请求，直至5秒后再处理。
如果发送攻击报文的源地址是不固定的，则采用ARP黑洞路由功能，在Device上配置ARP黑洞路由功能。
· 配置ARP源抑制功能
# 使能ARP源抑制功能，并配置ARP源抑制的阈值为100。
[Device] arp source-suppression enable
[Device] arp source-suppression limit 100
· 配置ARP黑洞路由功能
# 使能ARP黑洞路由功能。
[Device] arp resolving-route enable
本特性根据ARP报文的源MAC地址对上送CPU的ARP报文进行统计，在5秒内，如果收到同一源MAC地址（源MAC地址固定）的ARP报文超过一定的阈值，则认为存在攻击，系统会将此MAC地址添加到攻击检测表项中。在该攻击检测表项老化之前，如果设置的检查模式为过滤模式，则会打印日志信息并且将该源MAC地址发送的ARP报文过滤掉；如果设置的检查模式为监控模式，则只打印日志信息，不会将该源MAC地址发送的ARP报文过滤掉。
对于网关或一些重要的服务器，可能会发送大量ARP报文，为了使这些ARP报文不被过滤掉，可以将这类设备的MAC地址配置成保护MAC地址，这样，即使该设备存在攻击也不会被检测、过滤。
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使能源MAC地址固定的ARP攻击检测功能，并选择检查模式 |
缺省情况下，源MAC地址固定的ARP攻击检测功能处于关闭状态 |
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配置源MAC地址固定的ARP报文攻击检测的阈值 |
缺省情况下，源MAC地址固定的ARP报文攻击检测阈值为30 |
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配置源MAC地址固定的ARP攻击检测表项的老化时间 |
缺省情况下，源MAC地址固定的ARP攻击检测表项的老化时间为300秒，即5分钟 |
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n的值为64 |
对于已添加到源MAC地址固定的ARP攻击检测表项中的MAC地址，在等待设置的老化时间后，会重新恢复成普通MAC地址。
在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后源MAC地址固定的ARP攻击检测的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
表1-6 源MAC地址固定的ARP攻击检测显示和维护
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显示检测到的源MAC地址固定的ARP攻击检测表项 |
display arp source-mac [ interface interface-type interface-number ] |
某局域网内客户端通过网关与外部网络通信，网络环境如图1-2所示。
网络管理员希望能够防止因恶意用户对网关发送大量ARP报文，造成设备瘫痪，并导致其它用户无法正常地访问外部网络；同时，对于正常的大量ARP报文仍然会进行处理。
图1-2 源MAC地址固定的ARP攻击检测功能配置组网图
如果恶意用户发送大量报文的源MAC地址是使用客户端合法的MAC地址，并且源MAC是固定的，可以在网关上进行如下配置：
· 使能源MAC固定ARP攻击检测功能，并选择过滤模式；
· 配置源MAC固定ARP报文攻击检测的阈值；
· 配置源MAC固定的ARP攻击检测表项的老化时间；
· 配置服务器的MAC为保护MAC，使服务器可以发送大量ARP报文。
# 使能源MAC固定ARP攻击检测功能，并选择过滤模式。
[Device] arp source-mac filter
# 配置源MAC固定ARP报文攻击检测阈值为30个。
[Device] arp source-mac threshold 30
# 配置源MAC地址固定的ARP攻击检测表项的老化时间为60秒。
[Device] arp source-mac aging-time 60
# 配置源MAC固定攻击检查的保护MAC地址为0012-3f86-e94c。
[Device] arp source-mac exclude-mac 0012-3f86-e94c
ARP报文源MAC地址一致性检查功能主要应用于网关设备上，防御以太网数据帧首部中的源MAC地址和ARP报文中的源MAC地址不同的ARP攻击。
配置本特性后，网关设备在进行ARP学习前将对ARP报文进行检查。如果以太网数据帧首部中的源MAC地址和ARP报文中的源MAC地址不同，则认为是攻击报文，将其丢弃；否则，继续进行ARP学习。
表1-7 配置ARP报文源MAC地址一致性检查功能
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使能ARP报文源MAC地址一致性检查功能 |
缺省情况下，ARP报文源MAC地址一致性检查功能处于关闭状态 |
ARP的主动确认功能主要应用于网关设备上，防止攻击者仿冒用户欺骗网关设备。
启用ARP主动确认功能后，设备在新建或更新ARP表项前需进行主动确认，防止产生错误的ARP表项。
使能严格模式后，新建ARP表项前，ARP主动确认功能会执行更严格的检查：
· 收到目标IP地址为自己的ARP请求报文时，设备会发送ARP应答报文，但不建立ARP表项；
· 收到ARP应答报文时，需要确认本设备是否对该报文中的源IP地址发起过ARP解析：若发起过解析，解析成功后则设备启动主动确认功能，主动确认流程成功完成后，设备可以建立该表项；若未发起过解析，则设备丢弃该报文。
表1-8 配置ARP主动确认功能
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使能ARP主动确认功能 |
缺省情况下，ARP主动确认功能处于关闭状态 |
所谓授权ARP（Authorized ARP），就是动态学习ARP的过程中，只有和DHCP服务器生成的租约或DHCP中继生成的安全表项一致的ARP报文才能够被学习。关于DHCP服务器和DHCP中继的介绍，请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“DHCP服务器”和“DHCP中继”。
使能接口的授权ARP功能后，系统会禁止该接口学习动态ARP表项，可以防止用户仿冒其他用户的IP地址或MAC地址对网络进行攻击，保证只有合法的用户才能使用网络资源，增加了网络的安全性。
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使能授权ARP功能 |
缺省情况下，接口下的授权ARP功能处于关闭状态 |
· Device A是DHCP服务器，为同一网段中的客户端动态分配IP地址，地址池网段为10.1.1.0/24。通过在接口GigabitEthernet0/1上启用授权ARP功能来保证客户端的合法性。
· Device B是DHCP客户端，通过DHCP协议从DHCP服务器获取IP地址。
图1-3 授权ARP功能典型配置组网图
(1) 配置Device A
# 配置接口的IP地址。
[DeviceA] interface gigabitethernet 0/1
[DeviceA-GigabitEthernet0/1] ip address 10.1.1.1 24
[DeviceA-GigabitEthernet0/1] quit
# 使能DHCP服务。
[DeviceA] dhcp server ip-pool 1
[DeviceA-dhcp-pool-1] network 10.1.1.0 mask 255.255.255.0
[DeviceA-dhcp-pool-1] quit
# 进入三层以太网接口视图。
[DeviceA] interface gigabitethernet 0/1
# 使能接口授权ARP功能。
[DeviceA-GigabitEthernet0/1] arp authorized enable
[DeviceA-GigabitEthernet0/1] quit
(2) 配置Device B
[DeviceB] interface gigabitethernet 0/1
[DeviceB-GigabitEthernet0/1] ip address dhcp-alloc
[DeviceB-GigabitEthernet0/1] quit
(3) Device B获得Device A分配的IP后，在Device A查看授权ARP信息。
Type: S-Static D-Dynamic O-Openflow R-Rule M-Multiport I-Invalid
IP Address MAC Address VLAN Interface Aging Type
10.1.1.2 0012-3f86-e94c N/A GE0/1 20 D
从以上信息可以获知Device A为Device B动态分配的IP地址为10.1.1.2。
此后，Device B与Device A通信时采用的IP地址、MAC地址等信息必须和授权ARP表项中的一致，否则将无法通信，保证了客户端的合法性。
· Device A是DHCP服务器，为不同网段中的客户端动态分配IP地址，地址池网段为10.10.1.0/24。
· Device B是DHCP中继，通过在接口GigabitEthernet0/0上启用授权ARP功能来保证客户端的合法性。
· Device C是DHCP客户端，通过DHCP中继从DHCP服务器获取IP地址。
图1-4 授权ARP功能典型配置组网图
(1) 配置Device A
# 配置接口的IP地址。
[DeviceA] interface gigabitethernet 0/1
[DeviceA-GigabitEthernet0/1] ip address 10.1.1.1 24
[DeviceA-GigabitEthernet0/1] quit
# 启用DHCP服务。
[DeviceA] dhcp server ip-pool 1
[DeviceA-dhcp-pool-1] network 10.10.1.0 mask 255.255.255.0
[DeviceA-dhcp-pool-1] gateway-list 10.10.1.1
[DeviceA-dhcp-pool-1] quit
[DeviceA] ip route-static 10.10.1.0 24 10.1.1.2
(2) 配置Device B
# 启用DHCP服务。
[DeviceB] dhcp enable
# 配置接口的IP地址。
[DeviceB] interface gigabitethernet 0/1
[DeviceB-GigabitEthernet0/1] ip address 10.1.1.2 24
[DeviceB-GigabitEthernet0/1] quit
[DeviceB] interface gigabitethernet 0/0
[DeviceB-GigabitEthernet0/0] ip address 10.10.1.1 24
# 配置GigabitEthernet0/0接口工作在DHCP中继模式。
[DeviceB-GigabitEthernet0/0] dhcp select relay
# 配置DHCP服务器的地址。
[DeviceB-GigabitEthernet0/0] dhcp relay server-address 10.1.1.1
# 启用接口授权ARP功能。
[DeviceB-GigabitEthernet0/0] arp authorized enable
[DeviceB-GigabitEthernet0/0] quit
# 开启DHCP中继用户地址表项记录功能。
[DeviceB] dhcp relay client-information record
(3) 配置Device C
[DeviceC] ip route-static 10.1.1.0 24 10.10.1.1
[DeviceC] interface gigabitethernet 0/0
[DeviceC-GigabitEthernet0/0] ip address dhcp-alloc
[DeviceC-GigabitEthernet0/0] quit
(1) Device C获得Device A分配的IP后，在Device B查看授权ARP信息。
Type: S-Static D-Dynamic O-Openflow R-Rule M-Multiport I-Invalid
IP Address MAC Address VLAN Interface Aging Type
10.10.1.2 0012-3f86-e94c N/A GE0/0 20 D
从以上信息可以获知Device A为Device C动态分配的IP地址为10.10.1.2。
此后，Device C与Device B通信时采用的IP地址、MAC地址等信息必须和授权ARP表项中的一致，否则将无法通信，保证了客户端的合法性。
ARP自动扫描功能一般与ARP固化功能配合使用：
· 启用ARP自动扫描功能后，设备会对局域网内的邻居自动进行扫描（向邻居发送ARP请求报文，获取邻居的MAC地址，从而建立动态ARP表项）。
· ARP固化功能用来将当前的ARP动态表项（包括ARP自动扫描生成的动态ARP表项）转换为静态ARP表项。通过对动态ARP表项的固化，可以有效防止攻击者修改ARP表项。
配置ARP自动扫描、固化功能时，需要注意：
· 对于已存在ARP表项的IP地址不进行扫描。
· 扫描操作可能比较耗时，用户可以通过<Ctrl_C>来终止扫描（在终止扫描时，对于已经收到的邻居应答，会建立该邻居的动态ARP表项）。
· 固化后的静态ARP表项与配置产生的静态ARP表项相同。
· 固化生成的静态ARP表项数量同样受到设备可以支持的静态ARP表项数目的限制，由于静态ARP表项数量的限制可能导致只有部分动态ARP表项被固化。
表1-10 配置ARP自动扫描、固化功能
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启动ARP自动扫描功能 |
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配置ARP固化功能 |
通过arp fixup命令将当前的动态ARP表项转换为静态ARP表项后，后续学习到的动态ARP表项可以通过再次执行arp fixup命令进行固化。
在设备上不与网关相连的接口上配置此功能，可以防止伪造网关攻击。
在接口上配置此功能后，当接口收到ARP报文时，将检查ARP报文的源IP地址是否和配置的被保护网关的IP地址相同。如果相同，则认为此报文非法，将其丢弃；否则，认为此报文合法，继续进行后续处理。
配置ARP网关保护功能，需要注意：
· 每个接口最多支持配置8个被保护的网关IP地址。
· 不能在同一接口下同时配置命令arp filter source和arp filter binding。
· 本功能与ARP Snooping和ARP快速应答功能配合使用时，先进行本功能检查，本功能检查通过后才会进行其他配合功能的处理。
表1-11 配置ARP网关保护功能
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进入二层以太网接口/二层聚合接口视图 |
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开启ARP网关保护功能，配置被保护的网关IP地址 |
缺省情况下，ARP网关保护功能处于关闭状态 |
本功能用来限制接口下允许通过的ARP报文，可以防止仿冒网关和仿冒用户的攻击。
在接口上配置此功能后，当接口收到ARP报文时，将检查ARP报文的源IP地址和源MAC地址是否和允许通过的IP地址和MAC地址相同：
配置ARP过滤保护功能，需要注意：
· 每个接口最多支持配置8组允许通过的ARP报文的源IP地址和源MAC地址。
· 不能在同一接口下同时配置命令arp filter source和arp filter binding。
· 本功能与 ARP快速应答功能配合使用时，先进行本功能检查，本功能检查通过后才会进行其他配合功能的处理。
表1-12 配置ARP过滤保护功能
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进入二层以太网接口/二层聚合接口视图 |
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开启ARP过滤保护功能，配置允许通过的ARP报文的源IP地址和源MAC地址 |
缺省情况下，ARP过滤保护功能处于关闭状态 |
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