SYN Flood了解和简单防范笔记！

Posted 2020-08-07

一：什么是CentOS SYN Flood攻击？

CentOS SYN Flood攻击利用的是IPv4中TCP协议的三次握手（Three-Way Handshake）过程进行的攻击。这个协议规定，如果一端想向另一端发起TCP连接，它需要首先发送TCP SYN (synchronize)包到对方。

对方收到后发送一个TCP SYN+ACK包回来，发起方再发送TCP ACK (ACKnowledge Character）包回去，这样三次握手就结束了。在上述过程中，还有一些重要的概念。

未连接队列：在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的CentOS SYN包 （syn=j）开设一个条目，该条目表明服务器已收到CentOS SYN包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包。

这些条目所标识的连接在服务器处于CentOS SYN_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，删除该条目，服务器进入ESTABLISHED状态。或者说TCP服务器收到TCP SYN request包时。

在发送TCP SYN+ACK包回TCP客户机前，TCP服务器要先分配好一个数据区专门服务于这个即把形成的TCP连接。一般把收到CentOS SYN包而还未收到ACK包时的连 接状态成为半开连接（Half-open Connection）。

Backlog参数：表示未连接队列的最大容纳数目。CentOS SYN -ACK 重传次数：服务器发送完CentOS SYN －ACK包，如果未收到客户确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间仍未收到客户确认包，进行第二次重传，如果重传次数超过系统规定的最大重传次数。

系统将该连接信息从半连接队列中删除。注意，每次重传等待的时间不一定相同。半连接存活时间：是指半连接队列的条目存活的最长时间，也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间。

该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、CentOS SYN _RECV存活时间。在最常见的CentOS SYN Flood攻击中，攻击者在短时间内发送大量的TCP SYN包给受害者，这时攻击者是TCP客户机，受害者是TCP服务器。

根据上面的描述，受害者会为每个TCP SYN包分配一个特定的数据区，只要这些CentOS SYN 包具有不同的源地址（这一点对于攻击者来说是很容易伪造的）。这把给TCP服务器系统造成很大的系统负担， 最终导致系统不能正常工作。

二：CentOS SYN Cookie原理

能够有效防范CentOS SYN Flood攻击的手段之一，就是SYN Cookie。SYN Cookie原理由D. J. Bernstain和 Eric Schenk发明。CentOS SYN Cookie是对TCP服务器端的三次握手协议作一些修改，专门用来防范CentOS SYN Flood攻击的一种手段。

它的原理是， 在TCP服务器收到TCP SYN包并返回TCP SYN+ACK包时，不分配一个专门的数据区，而是根据这个CentOS SYN包计算出一个cookie值。在收到TCP ACK包时，TCP服务器在根据那个cookie值检查这个TCP ACK包的合法性。

如果合法，再分配专门的数据区进行处理未来的TCP连接。下面分Linux和FreeBSD来说说如何配置内核参数来实现CentOS SYN Cookie

三：Linux下设置

如果你的服务器配置不太好，TCP TIME_WAIT套接字数量达到两、三万，服务器很容易被拖死。通过修改Linux内核参数，可以减少服务器的TIME_WAIT套接字数量。

TIME_WAIT可以通过以下命令查看：以下是代码片段：netstat -an | grep "TIME_WAIT" | wc -l 在Linux下，如CentOS，可以通过修改/etc/sysctl.conf文件来达到目的。

增加以下几行：以下是代码片段：

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30  net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200       net.ipv4.tcp_syncookies = 1       net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1       net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1       net.ipv4.ip_local_port_range = 102465000       net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192       net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000       net.ipv4.tcp_synack_retries = 2       net.ipv4.tcp_syn_retries = 2

说明：

net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启CentOS SYN Cookies，这是个BOOLEAN。当出现CentOS SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量CentOS SYN攻击，默认为0，表示关闭；

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用,这是个BOOLEAN。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,这是个BOOLEAN，默认为0，表示关闭。

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 表示如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。单位为秒。

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200 表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。单位为秒。

net.ipv4.ip_local_port_range = 102465000 表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小：32768到61000，改为1024到65000。

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192 表示CentOS SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000 表示系统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量，如果超过这个数字，TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。

默认为180000，改 为5000。对于Apache、nginx等服务器，上几行的参数可以很好地减少TIME_WAIT套接字数量，但是对于Squid，效果却不大。此项参数可以控制TIME_WAIT套接字的最大数量，避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。

net.ipv4.tcp_synack_retries和net.ipv4.tcp_syn_retries是定义CentOS SYN重试次数。 执行以下命令使配置生效：以下是代码片段：/sbin/sysctl -p 如果你不想修改/etc/sysctl.conf，你也可以直接使用命令修改:以下是代码片段：/sbin/sysctl -w key=value

摘自：http://www.bingdun.com/news/bingdun/6092.htm

缺点：

通常,有两种简单的方法可以防御SYN Flood攻击。一是缩短等待时间( SYN Timeout)并增大队列的SYN包最大容量( tcp _max_SYN _backlog) ,二是设置SYN Cookie。但是,这两种方法只能对付比较原始的SYN Flood攻击。缩短SYN Timeout时间仅在对方攻击频度不高的情况下生效,而SYNCookie依赖于对方使用真实的IP地址。如果攻击者以每秒数万条的速度发送SYN 报文,同时利SOCK_RAW等工具随机改写IP报文中的源地址,那么上述方法显然无法生效。

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四、iptables轻量级防止syn-flood

CC攻击可算是最郁闷的攻击了，硬防防不住，软防防不来。 不过用linux自带的iptables却可以减缓CC攻击

#iptables -N syn-flood （如果有此链，则不需要执行）

iptables -A INPUT -p tcp --syn -j syn-flood 

iptables -I syn-flood -p tcp -m limit --limit 4/s --limit-burst 6 -j RETURN 

iptables -A syn-flood -j REJECT

#netstat -nat | grep SYN_RECV

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