配置 Haproxy 防止 DDOS 攻擊

  作爲 load balancer, Happroxy 常常作爲服務器的前端，向外界用戶提供服務的入口，如果能在入口處處理安全相關問題，將極大簡化後端的設計。事實上，Haproxy 不僅僅是一款開源出色的 load balancer（四層和七層），而且在安全上也相當出色。它配合內核 IP/TCP 協議棧，能夠較好的抵抗 DOS, DDOS 攻擊，還能通過限制單個 IP 的連接數和請求速率等，防止用戶的惡意行爲。

 Haproxy 配置參數多的一塌糊塗，因而功能豐富，靈活多樣，本文拋磚引玉，更多的安全功能請詳見官網手冊。

TCP syn flood attacks

通過向服務器發送大量的 TCP syn 分組，惡意用戶實現了了 TCP syn flood 攻擊，幸運的是，簡單的配置內核網絡參數即可防止這種攻擊。 

/etc/sysctl.conf

# Protection SYN flood
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 1024 
sysctl -p

Slowloris like attacks

 

  一個 Http 請求通常包括頭部、url、methods 等，服務器需要接收整個 Http 請求後會做出響應。惡意用戶發送緩慢的 Http 請求，比如一個字節一個字節的發送頭部，服務器將一直處於 wating 狀態，從而耗費服務器的資源。Haproxy 通過配置 timeout http-request 參數，當一個用戶的請求時間超過設定值時，Haproxy 斷開與該用戶的連接。

defaults
  option http-server-close
  mode http
  <span style="color:#ff0000;">timeout http-request 5s</span>  # 防止 Slowloris like attacks
  timeout connect 5s
  timeout server 10s
  timeout client 30s

listen stats
  bind 0.0.0.0:8880
  stats enable
  stats hide-version
  stats uri     /
  stats realm   HAProxy\ Statistics
  stats auth    admin:admin

frontend ft_web
  bind 0.0.0.0:8080
  default_backend bk_web

backend bk_web
  balance roundrobin
  cookie MYSRV insert indirect nocache
  server srv1 192.168.1.2:80 check cookie srv1 maxconn 100
  server srv2 192.168.1.3:80 check cookie srv2 maxconn 100

通過 telnet 登錄驗證結果

telnet 127.0.0.1 8080
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
HTTP/1.0 408 Request Time-out
Cache-Control: no-cache
Connection: close
Content-Type: text/html
<h1>408 Request Time-out</h1>
Your browser didn't send a complete request in time.
Connection closed by foreign host.

Limiting the number of connections per users

 

  以網站爲例，普通用戶訪問網站，或者從網站下載東西時，瀏覽器一般會建立 5-7 個 TCP 鏈接。當一個惡意打開了大量 TCP 鏈接時，耗費服務器大量資源，影響其它用戶的訪問，因此我們需要根據實際情況，限制同一個用戶的鏈接數。

defaults
  option http-server-close
  mode http
  timeout http-request 5s
  timeout connect 5s
  timeout server 10s
  timeout client 30s

listen stats
  bind 0.0.0.0:8880
  stats enable
  stats hide-version
  stats uri     /
  stats realm   HAProxy\ Statistics
  stats auth    admin:admin

frontend ft_web
  bind 0.0.0.0:8080

<span style="color:#ff0000;">  # Table definition  
  stick-table type ip size 100k expire 30s store conn_cur

  # Allow clean known IPs to bypass the filter
  tcp-request connection accept if { src -f /etc/haproxy/whitelist.lst }
  # Shut the new connection as long as the client has already 10 opened 
  tcp-request connection reject if { src_conn_cur ge 10 }
  tcp-request connection track-sc1 src</span>

  default_backend bk_web

backend bk_web
  balance roundrobin
  cookie MYSRV insert indirect nocache
  server srv1 192.168.1.2:80 check cookie srv1 maxconn 100
  server srv2 192.168.1.3:80 check cookie srv2 maxconn 100

注：若某些用戶在同一個私有網段通過 NAT 訪問網站，這樣的配置存在不合理之處，最好把 NAT 處的公網地址添加到 whitelist.lst 文件中。

利用 apache 測試工具做驗證，和服務器一直保持建立 10 個鏈接。

ab -n 50000000 -c 10 http://127.0.0.1:8080/

用 telnet 打開第 11 個鏈接，服務器拒絕該鏈接。

telnet 127.0.0.1 8080
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
Connection closed by foreign host.

Limiting the connection rate per user

  僅僅限制單個用戶的併發鏈接數並意味着萬事大吉，如果用戶在短時間內向服務器不斷的發送建立和關閉鏈接請求，也會耗費服務器資源，影響服務器端的性能，因此需要控制單個用戶的訪問速率。

  通常情況下，考慮到用戶通過瀏覽器一般會建立 5-7 條 TCP 鏈接，我們可以認爲普通用戶在 3 秒內不應該建立超過 20 條鏈接。

defaults
  option http-server-close
  mode http
  timeout http-request 5s
  timeout connect 5s
  timeout server 10s
  timeout client 30s

listen stats
  bind 0.0.0.0:8880
  stats enable
  stats hide-version
  stats uri     /
  stats realm   HAProxy\ Statistics
  stats auth    admin:admin

frontend ft_web
  bind 0.0.0.0:8080

  # Table definition  
  stick-table type ip size 100k expire 30s store conn_cur,<span style="color:#ff0000;">conn_rate(3s)</span>

  # Allow clean known IPs to bypass the filter
  tcp-request connection accept if { src -f /etc/haproxy/whitelist.lst }
  # Shut the new connection as long as the client has already 10 opened or rate more than 20
  tcp-request connection reject if { src_conn_cur ge 10 } <span style="color:#ff0000;">|| { src_conn_rate ge 20}</span>

  tcp-request connection track-sc1 src

  default_backend bk_web

backend bk_web
  balance roundrobin
  cookie MYSRV insert indirect nocache
  server srv1 192.168.1.2:80 check cookie srv1 maxconn 100
  server srv2 192.168.1.3:80 check cookie srv2 maxconn 100

注：若某些用戶在同一個私有網段通過 NAT 訪問網站，這樣的配置存在不合理之處，最好把 NAT 處的公網地址添加到 whitelist.lst 文件中。

測試，採用 ab 打開 20 個鏈接。(本次測試把 限制單個用戶併發數功能 去掉)

ab -n 20 -c 1 -r http://127.0.0.1:8080/

再用 telnet 打開第 21 個鏈接，服務器拒絕該請求。

telnet 127.0.0.1 8080
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
Connection closed by foreign host.

原文

Use a load-balancer as a first row of defense against DDOS

Haproxy 配置

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