防御DDOS是一个系统工程,攻击花样多,防御的成本高瓶颈多,防御起来即被动又无奈。DDOS的特点是分布式,针对带宽和服务攻击,也就是四层流量攻击和七层应用攻击,相应的防御瓶颈四层在带宽,七层的多在架构的吞吐量。对于七层的应用攻击,我们还是可以做一些配置来防御的,例如前端是Nginx,主要使用nginx的http_limit_conn和http_limit_req模块来防御。ngx_http_limit_conn_module 可以限制单个IP的连接数,ngx_http_limit_req_module 可以限制单个IP每秒请求数,通过限制连接数和请求数能相对有效的防御CC攻击。下面是配置方法:

一. 限制每秒请求数

ngx_http_limit_req_module模块通过漏桶原理来限制单位时间内的请求数,一旦单位时间内请求数超过限制,就会返回503错误。配置需要在两个地方设置:

  • nginx.conf的http段内定义触发条件,可以有多个条件

  • 在location内定义达到触发条件时nginx所要执行的动作

例如:

http {
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=10r/s; //触发条件,所有访问ip 限制每秒10个请求
    ...
    server {
        ...
        location  ~ \.php$ {
            limit_req zone=one burst=5 nodelay;   //执行的动作,通过zone名字对应
               }
           }
     }

参数说明:

$binary_remote_addr  二进制远程地址
zone=one:10m    定义zone名字叫one,并为这个zone分配10M内存,用来存储会话(二进制远程地址),1m内存可以保存16000会话
rate=10r/s;     限制频率为每秒10个请求
burst=5         允许超过频率限制的请求数不多于5个,假设1、2、3、4秒请求为每秒9个,那么第5秒内请求15个是允许的,反之,如果第一秒内请求15个,会将5个请求放到第二秒,第二秒内超过10的请求直接503,类似多秒内平均速率限制。
nodelay         超过的请求不被延迟处理,设置后15个请求在1秒内处理。

二.限制IP连接数

ngx_http_limit_conn_module的配置方法和参数与http_limit_req模块很像,参数少,要简单很多

http {
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m; //触发条件
    ...
    server {
        ...
        location /download/ {
            limit_conn addr 1;    // 限制同一时间内1个连接,超出的连接返回503
                }
           }
     }

三.白名单设置

http_limit_conn和http_limit_req模块限制了单ip单位时间内的并发和请求数,但是如果Nginx前面有lvs或者haproxy之类的负载均衡或者反向代理,nginx获取的都是来自负载均衡的连接或请求,这时不应该限制负载均衡的连接和请求,就需要geo和map模块设置白名单:

geo $whiteiplist  {
        default 1;
        10.11.15.161 0;
    }
map $whiteiplist  $limit {
        1 $binary_remote_addr;
        0 "";
    }
limit_req_zone $limit zone=one:10m rate=10r/s;
limit_conn_zone $limit zone=addr:10m;

geo模块定义了一个默认值是1的变量whiteiplist,当在ip在白名单中,变量whiteiplist的值为0,反之为1
如果在白名单中--> whiteiplist=0 --> $limit="" --> 不会存储到10m的会话状态(one或者addr)中 --> 不受限制
反之,不在白名单中 --> whiteiplist=1 --> $limit=二进制远程地址 -->存储进10m的会话状态中 --> 受到限制

四.测试

使用ab命令来模拟CC攻击,http_limit_conn和http_limit_req模块要分开测试,同时注意http_limit_conn模块只统计正在被处理的请求(这些请求的头信息已被完全读入)所在的连接。如果请求已经处理完,连接没有被关闭时,是不会被统计的。这时用netstat看到连接数可以超过限定的数量,不会被阻止。

ab -n 请求数 -c 并发 http://10.11.15.174/i.php

如果被阻止前台会返回503,同时在nginx的error_log中会看到如下错误日志:
被限制连接数:

2015/01/28 14:20:26 [error] 4107#0: *65525 limiting connections by zone "addr", client: 10.11.15.161, server: , request: "GET /i.php?=PHPE9568F35-D428-11d2-A769-00AA001ACF42 HTTP/1.1", host: "10.11.15.174", referrer: "http://10.11.15.174/i.php"

被限制请求数:

2015/01/28 14:18:59 [error] 4095#0: *65240 limiting requests, excess: 5.772 by zone "one", client: 10.11.15.161, server: , request: "GET /i.php?=PHPE9568F34-D428-11d2-A769-00AA001ACF42 HTTP/1.1", host: "10.11.15.174", referrer: "http://10.11.15.174/i.php"

五.其它一些防CC的方法

1.Nginx模块 ModSecurity、http_guard、ngx_lua_waf

  • ModSecurity 应用层WAF,功能强大,能防御的攻击多,配置复杂

  • ngx_lua_waf 基于ngx_lua的web应用防火墙,使用简单,高性能和轻量级

  • http_guard 基于openresty

2.软件+Iptables

  • fail2ban 通过分析日志来判断是否使用iptables拦截

  • DDoS Deflate 通过netstat判断ip连接数,并使用iptables屏蔽

开头说过抗DDOS是一个系统工程,通过优化系统和软件配置,只能防御小规模的CC攻击,对于大规模攻击、四层流量攻击、混合攻击来说,基本上系统和应用软件没挂,带宽就打满了。下面是我在工作中使用过的防御DDOS的方式:

  1. 高防服务器和带流量清洗的ISP 通常是美韩的服务器,部分ISP骨干供应商有流量清洗服务,例如香港的PCCW。通常可以防御10G左右的小型攻击

  2. 流量清洗服务 例如:akamai(prolexic),nexusguard 我们最大受到过80G流量的攻击,成功被清洗,但是费用非常贵

  3. CDN 例如:蓝讯 网宿 cloudflare 等,CDN针对DDOS的分布式特点,将流量引流分散,同时对网站又有加速作用,效果好,成本相对低。

总结一下:发动攻击易,防御难。七层好防,四层难防;小型能防,大型烧钱

具体系统设置和nginx更好的防御CC方法,见nginx防御ddos第二篇: http://www.52os.net/articles/nginx-anti-ddos-setting-2.html

参考文章:
http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_limit_req_module.html
http://www.nginx.cn/446.html
http://www.ttlsa.com/nginx/nginx-limited-connection-number-ngx_http_limit_conn_module-module/