交换机ARP（Address Resolution Protocol） 安全防护

小乔

本文以华为设备为例

ARP安全简介
ARP（Address Resolution Protocol）安全是针对ARP攻击的一种安全特性，它通过一系列对ARP表项学习和ARP报文处理的限制、检查等措施来保证网络设备的安全性。ARP安全特性不仅能够防范针对ARP协议的攻击，还可以防范网段扫描攻击等基于ARP协议的攻击。

常见的ARP攻击如下：
用户主机直接接入网关，攻击者将伪造网关的ARP报文发送给用户主机，使用户主机误以为攻击者即为网关。用户主机的ARP表中会记录错误的网关地址映射关系，这样就会把发往网关的流量均发送给了攻击者，攻击者可轻易窃听到用户主机发送的数据内容。

网络中有用户向设备发送大量目的IP地址不能解析的IP报文（即路由表中存在该IP报文的目的IP对应的路由表项，但设备上没有该路由表项中下一跳对应的ARP表项），将导致设备触发大量的ARP Miss消息。这种触发ARP Miss消息的IP报文（即ARP Miss报文）会被上送到CPU进行处理，设备会根据ARP Miss消息生成和下发大量临时ARP表项并向目的网络发送大量ARP请求报文，这样就增加了设备CPU的负担，同时严重消耗目的网络的带宽资源。

设备收到大量ARP攻击报文，并需要对所有ARP攻击报文全部进行处理，可能导致CPU负荷过重而无法处理其他业务。

针对以上攻击，ARP安全提供如下措施保证网络设备的安全性：
针对第一种攻击，可配置ARP防网关冲突，防止攻击者冒充网关窃听用户主机信息。

针对第二种攻击，可配置ARP Miss消息限速，减小CPU的负担，保护目的网络的带宽资源。

针对第三种攻击，可配置ARP报文限速，以保护CPU资源。

组网需求
如图1所示，Switch作为网关通过接口GE1/0/3连接一台服务器，通过接口GE1/0/1、GE1/0/2连接VLAN10和VLAN20下的四个用户。网络中可能存在以下ARP威胁：
攻击者向Switch发送伪造的网关的ARP报文，使用户误以为攻击者即为网关。这样用户就会把发往网关的流量均发送给了攻击者，攻击者可轻易窃听到用户发送的数据内容。
攻击者发出大量目的IP地址不可达的IP报文进行ARP泛洪攻击，造成Switch的CPU负荷过重。
用户User1构造大量源IP地址变化MAC地址固定的ARP报文进行ARP泛洪攻击，造成Switch的CPU进程繁忙，影响到正常业务的处理。
用户User3构造大量源IP地址固定的ARP报文进行ARP泛洪攻击，造成Switch的CPU进程繁忙，影响到正常业务的处理。
管理员希望能够防止上述ARP攻击行为，为用户提供更安全的网络环境和更稳定的网络服务。
图1 配置ARP安全功能组网图



配置思路
采用如下思路在Switch上进行配置：
配置ARP防网关冲突，防止攻击者冒充网管窃听用户主机信息。
配置根据源IP地址进行ARP Miss消息限速，实现防止用户侧存在攻击者发出大量目的IP地址不可达的IP报文触发大量ARP Miss消息，形成ARP泛洪攻击。同时需要保证Switch可以正常处理服务器发出的大量此类报文，避免因丢弃服务器发出的大量此类报文而造成网络无法正常通信。
配置根据源MAC地址进行ARP限速，实现防止User1发送的大量源IP地址变化MAC地址固定的ARP报文形成的ARP泛洪攻击，避免Switch的CPU进程繁忙。
配置根据源IP地址进行ARP限速，实现防止User3发送的大量源IP地址固定的ARP报文形成的ARP泛洪攻击，避免Switch的CPU进程繁忙。
操作步骤
创建VLAN，将接口加入到VLAN中，并配置VLANIF接口

# 创建VLAN10、VLAN20和VLAN30，并将接口GE1/0/1加入VLAN10中，接口GE1/0/2加入VLAN20中，接口GE1/0/3加入VLAN30中。

<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname Switch
[Switch] vlan batch 10 20 30
[Switch] interface gigabitethernet 1/0/1
[Switch-GigabitEthernet1/0/1] port link-type trunk
[Switch-GigabitEthernet1/0/1] port trunk allow-pass vlan 10
[Switch-GigabitEthernet1/0/1] quit
[Switch] interface gigabitethernet 1/0/2
[Switch-GigabitEthernet1/0/2] port link-type trunk
[Switch-GigabitEthernet1/0/2] port trunk allow-pass vlan 20
[Switch-GigabitEthernet1/0/2] quit
[Switch] interface gigabitethernet 1/0/3
[Switch-GigabitEthernet1/0/3] port link-type trunk
[Switch-GigabitEthernet1/0/3] port trunk allow-pass vlan 30
[Switch-GigabitEthernet1/0/3] quit
# 创建接口VLANIF10、VLANIF20、VLANIF30，配置各VLANIF接口的IP地址。

[Switch] interface vlanif 10
[Switch-Vlanif10] ip address 10.8.8.4 24
[Switch-Vlanif10] quit
[Switch] interface vlanif 20
[Switch-Vlanif20] ip address 10.9.9.4 24
[Switch-Vlanif20] quit
[Switch] interface vlanif 30
[Switch-Vlanif30] ip address 10.10.10.3 24
[Switch-Vlanif30] quit

配置ARP防网关冲突

[Switch] arp anti-attack gateway-duplicate enable  //配置ARP防网关冲突
配置根据源IP地址进行ARP Miss消息限速

# 配置对Server（IP地址为10.10.10.2）的ARP Miss消息进行限速，允许Switch每秒最多处理该IP地址触发的40个ARP Miss消息；对于其他用户，允许Switch每秒最多处理同一个源IP地址触发的20个ARP Miss消息。

[Switch] arp-miss speed-limit source-ip maximum 20  //配置根据源IP地址进行ARP Miss消息限速
[Switch] arp-miss speed-limit source-ip 10.10.10.2 maximum 40  //配置根据源IP地址进行ARP Miss消息限速
配置根据源MAC地址进行ARP限速

# 配置对用户User1（MAC地址为0001-0001-0001）进行ARP报文限速，每秒最多只允许10个该MAC地址的ARP报文通过。

[Switch] arp speed-limit source-mac 0001-0001-0001 maximum 10  //配置根据源MAC地址进行ARP限速
配置根据源IP地址进行ARP限速

# 配置对用户User3（IP地址为10.9.9.2）进行ARP报文限速，每秒最多只允许10个该IP地址的ARP报文通过。

[Switch] arp speed-limit source-ip 10.9.9.2 maximum 10  //配置根据源IP地址进行ARP限速
验证配置结果

# 执行命令display arp anti-attack configuration all，查看当前ARP防攻击配置情况。

[Switch] display arp anti-attack configuration all
......
ARP anti-attack entry-check mode:
Vlanif      Mode
-------------------------------------------------------------------------------
All         disabled
-------------------------------------------------------------------------------

ARP rate-limit configuration:
-------------------------------------------------------------------------------
Global configuration:
Interface configuration:
Vlan configuration:
-------------------------------------------------------------------------------

ARP miss rate-limit configuration:
-------------------------------------------------------------------------------
Global configuration:
Interface configuration:
Vlan configuration:
-------------------------------------------------------------------------------

ARP speed-limit for source-MAC configuration:
MAC-address         suppress-rate(pps)(rate=0 means function disabled)
-------------------------------------------------------------------------------
0001-0001-0001      10
Others              0
-------------------------------------------------------------------------------
The number of configured specified MAC address(es) is 1, spec is 1024.

ARP speed-limit for source-IP configuration:
IP-address          suppress-rate(pps)(rate=0 means function disabled)
-------------------------------------------------------------------------------
10.9.9.2            10
Others              30
-------------------------------------------------------------------------------
The number of configured specified IP address(es) is 1, spec is 1024.

ARP miss speed-limit for source-IP configuration:
IP-address          suppress-rate(pps)(rate=0 means function disabled)
-------------------------------------------------------------------------------
10.10.10.2/32       40
Others              20
-------------------------------------------------------------------------------
The number of configured specified IP address(es) is 1, spec is 1024.
# 执行命令display arp packet statistics，查看ARP处理的报文统计数据。

[Switch] display arp packet statistics
ARP Pkt Received:   sum  8678904
ARP-Miss Msg Received:   sum      183
ARP Learnt Count:   sum     37
ARP Pkt Discard For Limit:   sum      146
ARP Pkt Discard For SpeedLimit:   sum      40529
ARP Pkt Discard For Proxy Suppress:   sum      0
ARP Pkt Discard For Other:   sum  8367601
ARP-Miss Msg Discard For SpeedLimit:   sum      20
ARP-Miss Msg Discard For Other:   sum      104     
由显示信息可知，Switch上产生了ARP报文和ARP Miss消息丢弃计数，表明ARP安全功能已经生效。


配置文件
# Switch的配置文件

#
sysname Switch
#
vlan batch 10 20 30
#
arp-miss speed-limit source-ip 10.10.10.2 maximum 40
arp speed-limit source-ip 10.9.9.2 maximum 10
arp speed-limit source-mac 0001-0001-0001 maximum 10
arp anti-attack gateway-duplicate enable
#
arp-miss speed-limit source-ip maximum 20
#
interface Vlanif10
ip address 10.8.8.4 255.255.255.0
#
interface Vlanif20
ip address 10.9.9.4 255.255.255.0
#
interface Vlanif30
ip address 10.10.10.3 255.255.255.0
#
interface GigabitEthernet1/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 10
#
interface GigabitEthernet1/0/2
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 20
#
interface GigabitEthernet1/0/3
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 30
#
return

Rockyw

感谢楼主分享！

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