多层DDoS攻击保护策略综合指南

多层 DDoS 保护策略综合指南

分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击正变得越来越复杂，采用多管齐下的方法来压垮目标系统。这些攻击利用了开放系统互连 (OSI) 模型（网络通信的基础框架）七层中的三层中的漏洞。本文介绍了 OSI 和 DDoS 之间的关系，以及 OSI 模型 L3、L4 和 L7 上的 DDoS 攻击的详细信息。我们将分享实施强大的多层 DDoS 保护策略的最佳实践，以有效对抗此类威胁。

DDoS 攻击与 OSI 模型如何关联

分布式拒绝服务(DDoS) 攻击是指故意向服务器发送大量流量，导致用户无法使用服务器。DDoS 攻击者使用一系列技术，用流量淹没服务器，使目标服务器不可用。攻击类型及其所针对的 OSI 网络层决定了缓解策略。

网络是由能够共享资源和数据的互连设备组成的系统，无论设备类型或品牌如何，它们都可以相互通信。这些设备可以在 OSI 模型的七层内交换信息并访问共享资源。OSI 模型概述了一种分层结构，其中每一层都有特定的功能并与相邻层交互。这种组织简化了网络流程，并支持来自不同供应商的网络设备和软件的互操作性。

OSI 七层网络模型

DDoS 攻击针对 OSI 模型的第 3、4 和 7 层，每层都有不同的漏洞和攻击方法。这些层之所以成为攻击目标，是因为它们处理路由、建立连接和应用程序功能，而这些功能都可能被恶意流量淹没。

DDoS 攻击对网络的影响

当 DDoS 攻击针对这些层时，整个网络的有效通信能力就会受到损害。攻击可能会用过多的数据包淹没网络层，或利用应用层的软件漏洞。通常，如果处理流量的设备在 L3 受到攻击，它将无法处理与网络相关的操作。因此，依赖于 L3 操作结果的 L7 也会失败。

网络上的每个用户都会生成流量，这些流量在不同层上表现出不同的模式，反映了他们的行为。合法用户的模式与攻击者的模式有很大不同。通过监控和分析这些模式，安全系统可以准确区分真正的用户和潜在的攻击者，从而减轻任何给定层的 DDoS 攻击。

让我们依次查看这七层。在第 3、4 和 7 层，我们还将探索针对这些特定层的 DDoS 攻击是如何运作的。

物理层（L1）

第 1 层由负责通过物理介质（如电缆和交换机）传输数据的硬件组成。它负责将数字数据（通常为二进制格式）转换为物理信号，以便来自计算机或服务器的二进制数据可以跨网络传输。这些信号可以有三种形式：

• 电气：通过铜线传输
• 光：通过光纤传输
• 无线电波：用于无线网络

数据链路层（L2）

第 2 层负责节点到节点的数据传输：网络上各个设备（节点）之间的数据移动。它有三个任务：

• 处理网络内各个设备（也称为“节点”）之间移动数据的过程。
• 将数据组织成可管理的片段，称为“数据包”，以便于通过网络发送。
• 检查在单个网络段内传输数据时可能发生的任何错误，并在必要时进行更正。

网络层（L3）

网络层 L3 将数据组织成数据包并添加路由信息，以确保数据能够穿越网络的不同部分（称为段）。它还使用算法评估网络拥塞、跳数（从一个网络段到另一个网络段的转换）和物理距离等因素，以确定确保数据包以最快、最可靠的方式传送到目的地的路径。

保护 L3 层免受 DDoS 攻击

为了保护您的组织免受 L3 DDoS 攻击，您的 IT 安全团队应专注于过滤欺骗流量。这涉及配置防火墙以拒绝带有伪造源 IP 地址的数据包。

Smurf 攻击非常重要，这些攻击会利用配置错误的网络设备向目标发送大量不必要的响应，从而放大流量。通过拒绝带有虚假源 IP 地址的数据包，防火墙有助于防止这些数据包进入您的网络并阻止此类攻击。

传输层（L4）

第 4 层，即传输层，确保数据在源设备和目标设备之间可靠且按正确顺序传输。它将较大的数据分解为较小的数据段，以便于传输，然后在目的地重新组装它们。此层还管理流量控制以防止接收设备不堪重负，执行错误检查以发现和纠正任何问题，并跟踪数据序列以确保所有数据段准确且有序地到达。

保护 L4 层免受 DDoS 攻击

为了防范 L4 DDoS 攻击，必须控制和验证流量以防止过载情况，例如 SYN 和 UDP 洪水。为此，请设置阈值，限制任何单个源在指定时间范围内可以尝试的连接数。

您的 IT 安全团队应使用握手身份验证机制（如 SYN cookies）来增加一层安全性。SYN cookies 的具体工作原理是，在握手完成之前不为连接分配服务器资源，从而防止 SYN 洪水攻击。

然而，由于 SYN cookies 涉及加密计算，因此它们通常需要大量资源。为了在不对服务器性能产生不利影响的情况下管理这一点，使用配备硬件加速的代理或交付解决方案来处理加密过程可能会有所帮助。这些解决方案可以处理增加的计算负载，确保服务器的性能不受影响，同时仍能防止传输层的洪水攻击。

会话层（L5）

第 5 层管理通信会话，即应用程序之间的特定数据交换。此层负责启动、维护和结束这些会话，确保应用程序能够在所需的时间内进行通信。它还协调同步，这意味着它在会话期间保持数据交换同步，确保以有序的方式交换消息，并确保会话在任何中断后正确恢复。

表示层（L6）

第 6 层，即表示层，将原始数据（最基本的未处理形式）转换为应用层（与软件应用程序直接交互的顶层）可以使用的格式。它通过应用加密（通过将数据转换为代码来保护数据）和压缩（减小数据大小以加快传输速度）等技术来实现这一点。此过程可确保信息在传输过程中既安全又高效。

应用层（L7）

第 7 层是用户和网络之间的接口，为网页浏览、文件传输和电子邮件等应用程序提供网络服务。

保护 L7 层免受 DDoS 攻击

Web 应用程序防火墙(WAF) 通过过滤和监控 Web 应用程序与互联网之间的流量，充当 Web 应用程序的安全卫士。您的 IT 安全团队应部署 WAF，以防止特定于应用程序的威胁（例如 HTTP 洪水和零日攻击）进入服务器，从而保护 L7。

一些 WAF 还提供针对 Cookie 粉碎攻击的保护，这种攻击涉及快速连续发送大量无效或格式错误的 Cookie。这可能会使服务器无法处理合法的 Cookie 请求，从而中断用户会话并可能导致应用程序崩溃。这些 WAF 可以识别和阻止具有可疑 Cookie 数据格式或过大 Cookie 大小的请求。

最常见的 L7 DDoS 攻击是 GET/POST 洪水攻击。它使用大量看似合法的 GET 或 POST 请求淹没服务器，这些请求针对特定的网页或功能。这些请求通常来自僵尸网络，看起来像正常的用户活动，因此很难一开始就被发现。为了缓解这些攻击，您的安全团队可以部署 CAPTCHA 来区分人类用户和自动机器人。CAPTCHA 要求用户完成对人类来说很容易但对机器人来说很难的任务，从而阻止自动访问 Web 服务和资源。这有助于确保只有合法用户才能提交请求或访问某些在线服务，从而减轻垃圾邮件和暴力攻击的风险。

应用速率限制可控制用户在给定时间范围内可以发出的请求数，导致任何超过此限制的 IP 地址被暂时列入黑名单。此技术还有助于缓解 L7 DDoS 攻击（例如 GET/POST 洪水），并确保合法用户可以使用资源，因此您的服务即使在受到攻击时也能保持在线。

Gcore 为网站、应用程序和服务器提供多层 DDoS 保护

Gcore DDoS Protection可保护网站、应用程序和服务器免受 L3、L4 和 L7 层的 DDoS 攻击。它可以实时检测和缓解跨网络层的攻击，即使在受到攻击时也能确保服务不中断，并让您的数字资产保持最佳性能。

结论

DDoS 攻击是一种严重威胁，可针对多个网络层，从而压垮和破坏运营。了解这些攻击以及每个 OSI 层的特定防御机制可帮助组织有效打击网络犯罪分子，维护其声誉。