據(jù)2021年上半年中國互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全監(jiān)測數(shù)據(jù)分析報告顯示，惡意程序控制服務器、拒絕服務攻擊（DDoS）等網(wǎng)絡攻擊行為有增無減。時至今日，網(wǎng)絡攻擊已經(jīng)成為影響網(wǎng)絡信息安全、業(yè)務信息安全的主要因素之一。

網(wǎng)絡攻擊是指利用網(wǎng)絡存在的漏洞和安全缺陷對網(wǎng)絡系統(tǒng)的軟硬件及其系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行攻擊的行為。TCP/IP協(xié)議作為網(wǎng)絡的基礎協(xié)議，從設計之初并沒有考慮到網(wǎng)絡將會面臨如此多的威脅，導致出現(xiàn)了許多攻擊方法。由于網(wǎng)絡中的通訊都源于數(shù)據(jù)包，通過對數(shù)據(jù)包的自動采集與解碼分析，可以快速發(fā)現(xiàn)與追溯網(wǎng)絡攻擊。

TCP/IP協(xié)議

業(yè)界通常將TCP/IP協(xié)議棧劃為四層：即鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層。

• 鏈路層主要用來處理數(shù)據(jù)在物理介質（如以太網(wǎng)、令牌環(huán)等）的傳輸，實現(xiàn)網(wǎng)卡接口的網(wǎng)絡驅動程序；

• 網(wǎng)絡層采用IP協(xié)議是整個協(xié)議棧的核心，其主要功能是進行數(shù)據(jù)包的選路和轉發(fā)，實現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)與擁塞控制等；

• 傳輸層為主機間的應用程序提供端到端的通信，該層定義了兩種協(xié)議即TCP與UDP；

• 應用層的主要功能是處理應用程序的邏輯，比如文件傳輸、名稱查詢和網(wǎng)絡管理等，位于該層的協(xié)議有基于TCP協(xié)議的FTP文件傳輸協(xié)議、HTTP超文本傳輸協(xié)議和基于UDP協(xié)議的域名服務DNS等。

TCP/IP協(xié)議模型層次結構圖

由于 TCP/IP 協(xié)議有四層且每一層功能、協(xié)議各不相同，因此針對不同協(xié)議層攻擊方法也各不相同： 針對鏈路層的攻擊，主要是對網(wǎng)絡硬件和基礎設施進行物理破壞或強行改變路由器路由；IP協(xié)議與ARP協(xié)議是網(wǎng)絡層最重要的兩個協(xié)議，針對網(wǎng)絡層的攻擊，主要有IP碎片攻擊、ARP 欺騙等；由于TCP協(xié)議與UDP協(xié)議是傳輸層最主要的兩個協(xié)議，因此針對傳輸層的攻擊非常多，包括DOS攻擊等；而應用層的協(xié)議是整個協(xié)議棧最多的，因此針對該層的攻擊數(shù)量極為龐大，常見的如 DNS 欺騙等。

ARP攻擊

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議），將網(wǎng)絡主機的 IP 地址解析成 MAC 地址，每臺主機設備上都擁有一個 ARP 緩存（ARP Cache），通過檢查自己的 ARP 緩存，然后進行判斷（如果有，可以直接映射；如果無，可以廣播 ARP 請求包）；

之后檢查數(shù)據(jù)包中的目標 IP 地址是否與自己的IP地址一致，如果一致，可以發(fā)送 ARP 響應，告知 MAC 地址；

當源節(jié)點在收到 ARP 響應數(shù)據(jù)包后，可以將得到的目標主機 IP 地址和 MAC 地址對映射表項添加至自己的 ARP 緩存中。

ARP協(xié)議工作原理

ARP 攻擊就是通過偽造 IP 地址和 MAC 地址來實現(xiàn) ARP 欺騙，通過在網(wǎng)絡中制造大量的 ARP 通信量使網(wǎng)絡阻塞，攻擊者只要持續(xù)不斷的發(fā)出偽造的 ARP 響應包就能更改目標主機 ARP 緩存中的 IP-MAC 條目，造成網(wǎng)絡中斷或中間人攻擊，因此 ARP 攻擊通常也被稱作ARP欺騙。

盡管ARP攻擊僅能在以太網(wǎng)進行且門檻很低，造成的影響卻很大，比如會出現(xiàn)斷網(wǎng)攻擊、流量被限、賬號被盜等情況。網(wǎng)絡運維可以采取ARP防御機制，比如通過在交換機部署網(wǎng)絡鏡像，抓取可疑數(shù)據(jù)包分析，也可以結合DHCP偵聽、IP源防護等技術，維護網(wǎng)絡安全。

DoS攻擊

TCP 協(xié)議是基于流的方式，面向連接的可靠通信方式，可以在網(wǎng)絡不佳的情況下降低系統(tǒng)由于重傳帶來的帶寬開銷。

具體來說，TCP連接的建立過程需要經(jīng)歷三個步驟，每一步同時連接發(fā)送端與接收端，俗稱“三次握手”：發(fā)送端發(fā)出SYN包，進入SYN_SENT狀態(tài)，表明計劃連接的服務器端口以及初始序號，等待接收端確認；

接收端收到SYN包，發(fā)送SYN_ACK，對發(fā)送端進行確認，進入SYN_RECV狀態(tài)；發(fā)送端收到SYN_ACK包，向接收端發(fā)送ACK，雙方連接建立完成。

TCP的三次握手

由于TCP協(xié)議是面向連接的傳輸控制協(xié)議，因此DoS攻擊的主要目的就是使用戶主機或網(wǎng)絡無法接收或處理外界請求。比如通過制造大流量的無用數(shù)據(jù)，造成網(wǎng)絡擁塞，使被攻擊的主機無法和外界正常通信；

利用重復連接缺陷，反復發(fā)送重復服務請求，使其無法正常處理其它請求；

又或利用協(xié)議缺陷，反復發(fā)送攻擊數(shù)據(jù)，占用主機或系統(tǒng)資源，導致死機等。

簡單來說，DoS（Denial of Service）拒絕服務攻擊通常使用數(shù)據(jù)包淹沒本地系統(tǒng)，以打擾或嚴重阻礙肯幫本地的服務響應外來合法的請求，使本地系統(tǒng)奔潰。

SYN flood 攻擊是最常見的 DoS 攻擊類型。攻擊者將自身 IP 源地址進行偽裝，向本地系統(tǒng)發(fā)送 TCP連接請求；

本地系統(tǒng)回復SYN-ACK至偽裝地址，導致本地系統(tǒng)收不到RST消息，無法接收ACK回應，將一直處于半連接狀態(tài)，直至資源耗盡。攻擊者發(fā)送連接請求速度比 TCP超時釋放資源速度更快，利用反復連接請求，導致本地服務無法接收其它連接。

解決SYN flood 的最好方法就是做好防范策略，通過網(wǎng)絡性能管理工具，自動篩選可疑數(shù)據(jù)包，縮短 SYN Timeout 時間，設置 SYN Cookie，為每一個請求設置Cookie，如果短時間內收到某個IP的重復SYN報文，就認定為攻擊，拋棄該IP地址。

DNS攻擊

IP協(xié)議為了將數(shù)據(jù)信息包從原設備傳送到目的設備，需要依賴IP地址與IP路由器。IP地址是機器語言，通常較長，所以盡管IP地址具有唯一性，但是不方便記憶與使用，人們便在此基礎上發(fā)明了DNS。DNS（Domain Name System）即域名系統(tǒng)，域名通常較短，兼具可讀性與實用性。由于域名與IP地址呈一一對應關系，因此，上網(wǎng)時只需在地址欄輸入域名，系統(tǒng)會直接進行域名解析，將域名翻譯成IP地址。

在執(zhí)行完域名搜索后，域名服務器會保存域名記錄，每條記錄都會包含域名與IP地址。如果域名服務器的某條地址被人為修改，那么就可以人為操作用戶的訪問地址，這種行為被稱為“域名劫持”。“域名劫持”的始作俑者是域名服務器提供商，因此目前解決該問題的有效方法是棄用或換用域名服務器。

除“域名劫持”外，還有另外一種常見的DNS攻擊叫做“域名污染”或“域名欺騙”。當電腦發(fā)送“域名查詢”至域名服務器后，域名服務器會將回應發(fā)送回電腦，發(fā)送請求與接收信息是一個過程，中間會出現(xiàn)時間差，網(wǎng)絡攻擊會在接收信息前，偽造錯誤應答至電腦，那么該信息即為錯誤IP。

面對網(wǎng)絡攻擊，我們除了需要提高安全意識，積極盡責地維護系統(tǒng)，加強防火墻設置外，還可以通過對數(shù)據(jù)包進行分析進而追溯網(wǎng)絡攻擊。

通過對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行采集與解碼分析，掌握網(wǎng)絡中最細微的變化，針對網(wǎng)絡攻擊的特征值或者行為進行有效的告警信息配置，可以快速定位網(wǎng)絡中的攻擊。

也可以通過使用具有安全防護功能的網(wǎng)絡性能管理工具，譬如天旦網(wǎng)絡性能管理NPM，支持TCP端口掃描、ARP攻擊與DOS攻擊等可疑數(shù)據(jù)包自動分析，實現(xiàn)自動告警，保障數(shù)據(jù)信息的正常傳輸與使用。