局域网络维护经验谈概要

1、局域网络维护经验谈本文由375041353贡献局域网络维护经验谈导言近期在全国范围内大规模爆发arp病毒及其各种 变种,对各种行业与部门的网络管理人员是一 个考验. 如果局域网中发现许多台电脑中毒,电脑中毒 后会向同网段内所有计算机发ARP欺骗包. 由于ARP欺骗的木马程序发作的时候会发出大 量的数据包导致局域网通讯拥塞,用户会感觉 上网速度越来越慢,掉线;甚至无法上网,同 时造成整个局域网的不稳定,这种现象就是我 们常见的ARP病毒.ARP 病毒一,故障原理 二,故障现象 三,故障检测 四,故障查杀 五,故障防治【一,故障原理】局域网内有人安装运行了使用ARP欺骗 的木马程序(比如:QQ外挂

2、,网游外挂, 某些非官方网站下载的QQ之类的常用软 件也被恶意加载了此类程序). 该程序一旦被安装后,就会把自己放入系 统自动启动组内,每次开机都会加载自身. 程序的目的一般是为了盗取QQ,网游, 网上交易等密码,然后发送给木马作者, 以获取经济利益.【一,故障原理】要了解ARP故障原理,我们先来了解一下ARP 协议. ARP病毒原理:arp是一种将ip转化成以ip对应 的网卡的物理地址的一种协议,或者说ARP协 议是一种将ip地址转化成MAC地址的一种协议. 它靠维持在内存中保存的一张表来使ip得以在网 络上被目标机器应答. 在局域网中,通过ARP协议来完成IP地址转换 为第二层物理地址(即

3、MAC地址)的. ARP协议对网络安全具有重要的意义. 通过伪造IP地址和MAC地址实现ARP欺骗,能 够在网络中产生大量的ARP通信量使网络阻塞.【一,故障原理】ARP协议是"Address Resolution Protocol" (地址解析协议)的缩写. 在局域网中,网络中实际传输的是"帧",帧 里面是有目标主机的MAC地址的. 在以太网中,一个主机要和另一个主机进行直 接通信,必须要知道目标主机的MAC地址. 但这个目标MAC地址是如何获得的呢?它就是 通过地址解析协议获得的. 所谓"地址解析"就是主机在发送帧前将目标 IP地

4、址转换成目标MAC地址的过程. ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地 址,查询目标设备的MAC地址,以保证通信的 顺利进行.【一,故障原理】为什么要将ip转化成mac呢?简单的说,这是因为在tcp网 络环境下,一个ip包走到哪里,要怎么走是靠路由表定义. 但是,当ip包到达该网络后,哪台机器响应这个ip包却是靠 该ip包中所包含的mac地址来识别. 也就是说,只有机器的mac地址和该ip包中的mac地址相同 的机器才会应答这个ip 包. 因为在网络中,每一台主机都会有发送ip包的时候.所以, 在每台主机的内存中,都有一个 arp-> mac 的转换表.通 常是动态的转换表(注意在

5、路由中,该arp表可以被设置成 静态). 也就是说,该对应表会被主机在需要的时候刷新.这是由 于以太网在子网层上的传输是靠48位的mac地址而决定的.【一,故障原理】每台安装有TCP/IP协议的电脑里都有一 个ARP缓存表,表里的IP地址与MAC地 址是一一对应的,如下表所示. 主机 IP地址 MAC地址 A aa-aa-aa-aa-aa-aa B bb-bb-bb-bb-bb-bb C cc-cc-cc-cc-cc-cc D dd-dd-dd-dd-dd-dd【一,故障原理】WINDOWS

6、的ARP表 cmd, arp a输出结果【一,故障原理】华为三层交换机的ARP表 dis arp输出结果【一,故障原理】华为二层交换机:MAC端口对照表 dis mac 输出结果【一,故障原理】思科交换机MAC端口对照表 show mac address dynamic输出结果【一,故障原理】港湾交换机MAC端口对照表 show fdb输出结果【一,故障原理】我们以主机A()向主机B ()发送数据为例.当发送数据时, 主机A会在自己的ARP缓存表中寻找是否有目标 IP地址.如果找到了,也就知道了目标MAC地址, 直接把目标MAC地址写入帧里面发送

7、就可以了; 如果在ARP缓存表中没有找到相对应的IP地址, 主机A就会在网络上发送一个广播,目标MAC地 址是"FF.FF.FF.FF.FF.FF",这表示向同一网段内 的所有主机发出这样的询问:"的 MAC地址是什么?"网络上其他主机并不响应 ARP询问,只有主机B接收到这个帧时,才向主 机A做出这样的回应:"的MAC地 址是bb-bb-bb-bb-bb-bb".【一,故障原理】这样,主机A就知道了主机B的MAC地址, 它就可以向主机B发送信息了.同时它还 更新了自己的ARP缓存表,下

8、次再向主 机B发送信息时,直接从ARP缓存表里查 找就可以了.ARP缓存表采用了老化机 制,在一段时间内如果表中的某一行没有 使用,就会被删除,这样可以大大减少 ARP缓存表的长度,加快查询速度.【一,故障原理】从上面可以看出,ARP协议的基础就是 信任局域网内所有的人,那么就很容易实 现在以太网上的ARP欺骗.对目标A进行 欺骗,A去Ping主机C却发送到了DD-DDDD-DD-DD-DD这个地址上.如果进行欺 骗的时候,把C的MAC地址骗为DD-DDDD-DD-DD-DD,于是A发送到C上的数 据包都变成发送给D的了.这不正好是D 能够接收到A发送的数据包了么,嗅探成 功.【一,故障原理】

9、A对这个变化一点都没有意识到,但是接下来的 事情就让A产生了怀疑.因为A和C连接不上了. D对接收到A发送给C的数据包可没有转交给C. 做"man in the middle"(中间人攻击),进行 ARP重定向.打开D的IP转发功能,A发送过来 的数据包,转发给C,好比一个路由器一样.不 过,假如D发送ICMP重定向的话就中断了整个 计划.【一,故障原理】D直接进行整个包的修改转发,捕获到A 发送给C的数据包,全部进行修改后再转 发给C,而C接收到的数据包完全认为是 从A发送来的.不过,C发送的数据包又 直接传递给A,倘若再次进行对C的ARP 欺骗.现在D就完全成为A与C的

10、中间桥 梁了,对于A和C之间的通讯就可以了如 指掌了.【二,故障现象】当局域网内某台主机运行ARP欺骗的木马程序 时,会欺骗局域网内所有主机和路由器,让所 有上网的流量必须经过病毒主机.其他用户原 来直接通过路由器上网现在转由通过病毒主机 上网,切换的时候用户会断一次线. 切换到病毒主机上网后,如果用户已经登陆了 QQ,网游服务器,那么病毒主机就会经常伪造 断线的假像,那么用户就得重新登录QQ,网游 服务器,这样病毒主机就可以盗号了.【二,故障现象】当局域网内某台主机运行ARP欺骗的木马程序 时,会欺骗局域网内所有主机和路由器,让所 有上网的流量必须经过病毒主机.其他用户原来直接通过路由器上网

11、现在转由通过病毒主机上 网,切换的时候用户会断一次线.【二,故障现象】由于ARP欺骗的木马程序发作的时候会 发出大量的数据包导致局域网通讯拥塞以 及其自身处理能力的限制,用户会感觉上 网速度越来越慢. 当ARP欺骗的木马程序停止运行时(宿 主机开关机,重起),用户会恢复从正常 的路由器上网,切换过程中用户会再断一 次线. 如果网络规模较大,会出现频繁的IP地址 冲突,断线过程.【二,故障现象】当ARP欺骗的木马程序停止运行时(宿主机开 关机,重起),用户会恢复从正常的路由器上 网,切换过程中用户会再断一次线. 用ping 这个工具一至检测到网关的连接情况, 得到的表现如下:【二,故障现象】Fr

12、eeBSD用户快速发现ARP欺骗木马 在FreeBSD路由器的console屏幕上看到大量如 下的信息:【二,故障现象】或者用以下命令查看近期发生的ARP欺 骗历史纪录(FreeBSD): cat /var/log/messages |grep arp【二,故障现象】这个消息代表了用户的MAC地址发生了变化, 在ARP欺骗木马开始运行的时候,局域网所有 主机的MAC地址更新为病毒主机的MAC地址 (即所有信息的to MAC地址都一致为病毒主机 的MAC地址),同时在路由器的ARP 信息中看 到所有用户的MAC地址信息都一样. MAC 如果看到大量MAC from 地址都一致,则说明局 域网内曾

13、经出现过ARP欺骗(ARP欺骗的木马 程序停止运行时,主机在路由器上恢复其真实 的MAC地址).【二,故障现象】Windows 主机也可以安装ARP防火墙类软件. 平时开启监听,发现ARP攻击后就可以迅速找 到源头MAC地址. 解决问题的第一个关键就是:找到攻击源头. 根据MAC地址的唯一性,排除仿造的MAC地址, 定位攻击源头主机.【三,故障检测】在局域网内查找病毒主机. 在上面我们已经找到了使用ARP欺骗木马的主机的MAC地 址了.怎样找到这台主机呢? 如果平时有好习惯,书面的MAC地址登记表,那就可以轻 松找到这台机器了. 可以使用软件来查找ip地址和NETBIOS 名称(windows

14、 网上邻居名称,也就是安装系统时取的主机名字) 如果名字无规律,但是交换机端口或网线有标记,而且交 换机是二层以上的,可以用上面的mac命令来找到这台插 在哪个端口. 如果交换机是傻瓜交换机,或者网线没有任何标记,我们 还有最后一招:马上动手,发动群众,登记MAC地址.这 张登记表格千万要保存好,以后ARP来临时就派上用场了.【三,故障检测】FreeBSD: 安装samba 后可以用命令findsmb 直接输出当前vlan的网 上邻居列表.rootearth # findsmb *=DMB +=LMB IP ADDR NETBIOS NAME WORKGROUP/OS/VERSION -192

15、.168.0.1 SUN YXMS Unix Samba 3.0.24 WWW YXMS Windows 5.0 Windows 2000 LAN Manager ADS *YXMS Windows 5.0 Windows 2000 LAN Manager 2 URANUS YXMS Unix Samba 3.0.24 6 SATURN YXMS Unix Samba 3.0.20 8 JUPITER YXMS Unix Samba 3.0.25a 84 IB

16、M X365000939 YXMS 85 IBM X365000940 YXMS 92 IBMX3650 +WORKGROUP Windows Server 2003 3790 Service Pack 1 Windows Server 2003 5.2【三,故障检测】FreeBSD: 未安装samba,可以安装nbtscan获得该列表. cd /usr/ports/net-mgmt/nbtscan/ make install clean rehash nbtscan -r /24【三,故障检测】NBTSCAN(下载地址: 工具

17、来快速查找它. NBTSCAN可以取到PC的真实IP地址和MAC地址,如果有"ARP木 马"在做怪,可以找到装有木马的PC的IP/和MAC地址. 命令:"nbtscan -r /24"(搜索整个/24网 段, 即 -54);或"nbtscan 5-137"搜索5-137 网段,即537.输出结果第一列是IP地址,最后一列是MAC地址.【三,故障检

18、测】Windows NBTSCAN的使用范例: 假设查找一台MAC地址为"000d870d585f"的病毒主机. 1)将压缩包中的nbtscan.exe 和cygwin1.dll解压缩放到c:下. 2)在Windows开始运行打开,输入cmd(windows98输 入"command"),在出现的DOS窗口中输入: C:nbtscan -r /24(这里需要根据用户实际网段 输入),回车.【三,故障检测】目前局域网主要流行有两种方式:DHCP(动态主机配置) 固定的ip地址 DHCP(动态主机配置) 使网络管理员能够集中管理和自动

19、分配 IP 网络地址的通信 协议.在 IP 网络中,每个连接 Internet 的设备都需要分配 唯一的 IP 地址.DHCP 使网络管理员能从中心结点监控和 分配 IP 地址.当某台计算机移到网络中的其它位置时,能 自动收到新的 IP 地址.DHCP 使用了租约的概念,或称为 计算机 IP 地址的有效期.租用时间是不定的,主要取决于 用户在某地联接 Internet 需要多久, DHCP 能够在一个计 算机比可用 IP 地址多的环境中动态地重新配置网络. 如果这种网络感染了这种病毒,可想而知,因为所有的计 算机没有固定的ip地址,计算机的重启,重新获取了新的ip 地址.只有通过Tracert

20、和固定ip冲突来查找病毒计算机.【三,故障检测】我们假设在这样局域网中增加一台机器,操作系统均为 WINDOWSXP,该计算机的IP地址和网卡硬件地址分别为 00和00- 00-0D-50-EE-B1. 该局域网内网网关为;外网网关为222.*.*.1.当 网络出现断流时, 通过Tracert 你可以观察 出路由变化情况,正常的第一跳为 , 不正常为 , 该病毒计算机. 虽然判断出哪个固定ip地址的计算机在出问题,由于固定ip 地址随意行,不好判断是那台计算机; 利用IP冲突方式来判断(一个局域网中不可以同时有两个相 同的

21、ip,否则就会发生冲突,结果必然是其中的一台机器无 法上网),同时抓取ip地址对应mac 地址.【三,故障检测】网卡的工作有两种模式:一种是正常模式,即只能接收到 指定目的MAC的广播包或都是目的MAC与网卡MAC相同的 包.第二种是不检查目的MAC而接收所有的包,sniffer(监 听程序)就是用这种原理来窃取网络上的数据的. 那么也就是说我们只要检测出局域网中哪个网卡工作在混 杂模式,它就很可能是在进行攻击的那台计算机了. 固定的ip地址 所谓固定的ip地址是指每台计算机ip地址是静态的(网络管 理员根据自己的网络分配). 单纯使用 tracert命令就可以找到问题的根源.(这里不在详述)

22、【四,故障查杀】断开病毒宿主机网络,重起终端交换机(和客户端PC 相连 的底层交换机),或所有客户端PC.局域网将迅速恢复健 康.其中重起终端交换机的方式是最快捷的.没必要不要 随意重起核心交换机和路由器,除非你确认核心交换机和 路由器在病毒的攻击下已经失去响应. 其实相当于插拔了一次网线.原理是当断开交换机电源时, 相当于断开了插在主机上的网线,然后又插上,就是对所 有主机的网络连接进行一次修复操作. 重装病毒宿主机系统,或者有时间的话慢慢清除病毒也可 以.在此不多罗嗦,有兴趣的老师可以参考我的另一个讲 义:校园网信息安全.记住在病毒杀除前千万不要接入网络.【五,故障防治】【解决思路】 不要

23、把你的网络安全信任关系建立在IP基础上或MAC基础上,(rarp 同样存在欺骗的问题),理想的关系应该建立在IP+MAC基础上. 设置静态的MAC->IP对应表,不要让主机刷新你设定好的转换表. 除非很有必要,否则停止使用ARP,将ARP做为永久条目保存在对 应表中. 使用ARP服务器.通过该服务器查找自己的ARP转换表来响应其他 机器的ARP广播.确保这台ARP服务器不被黑. 使用""proxy""代理IP的传输. 使用硬件屏蔽主机.设置好你的路由,确保IP地址能到达合法的路径. (静态配置路由ARP条目),注意,使用傻瓜交换集线器和网桥无 法阻

24、止ARP欺骗. 管理员定期用响应的IP包中获得一个rarp请求,然后检查ARP响应的 真实性. 管理员定期轮询,检查主机上的ARP缓存. 使用防火墙连续监控网络.注意有使用SNMP的情况下,ARP的欺骗 有可能导致陷阱包丢失.【五,故障防治】:选择合适 的方案因为病毒利用的是ARP协议的缺陷,目前来说,针对校园 网环境,没有非常完美有效的方法来防止网关设备的ARP 表不被修改. 当前最有效的方法是迅速阻断攻击来源.因此,要有快速 的手段监测到攻击,并定位攻击来源,比如关闭可网管的 二层交换机相应的端口. 下面按照网络规模大小,列出各级网络适用的防治ARP病 毒的方案.根据自己的网络情况选择最适

25、合你的方案. 每个学校的情况都不同,以上方案仅供参考.可以根据自 己的网络情况选择一个,也可以同时使用几个互不冲突方 案. 如有其他更好的办法,欢迎交流.【五,故障防治】各大硬件厂商和ISP(网络接入提供商)的做法: 1,ISP 2,大学 3,大型校园网:有若干个网段,有三层以上交 换机和独立的NAT设备(路由器,防火墙) 4,中小型网络:有三层或二层可管理交换机, 网络规模较小. 5,小型网络:无网段分割或简单分割,无可管 理交换机或仅有极少量简单网管交换机(二层 及以下交换机)【五,故障防治】1,ISP 一般使用ppp(点对点)拨号. 宽带网络的pppoe拨号也属于ppp的一种. 用户端p

26、pp网络结构简单,该模式决定了 每个用户与拨号服务器的虚拟端口构成了 一个只有两台主机的网络.不存在其他被 欺骗的主机. 如果欺骗了服务器,只能造成自己上网出 问题.因此ARP病毒发作的影响不存在.【五,故障防治】2,大学:一般使用802.1x 认证. 这是一个交换机端口,MAC地址和ip地址三者 同时绑定的认证协议. 经过认证的主机只能在认证通过后,才被分配 可用的IP地址,打开与外部的通讯.在认证通 过前,最多只能使用指定的临时地址并只允许 认证数据包通过. 只允许认证过的MAC地址从认证过的交换机端 口接入,一旦MAC地址或端口变化,认证立刻 失败. 一旦ARP欺骗发生,主机的认证立刻失

27、败.网 络立刻中断.【五,故障防治】3,大型校园网.有华为或思科或其他型 号的三层以上交换机. 根据交换机型号启用相应的DHCP服务器 转发授权和IP MAC 绑定功能. 比如华为三层,二层交换机,一般都有 dhcp security 或dhcp-snooping 功能.启 用它,基本上就控制arp病毒的范围了.【五,故障防治】3,大型校园网 启用dhcp security 或dhcp-snooping的步 骤: 三层交换机的dhcp security: 第一部分,指定有效的dhcp服务器# dhcp-server 1 ip dhcp-server 2 ip 192.1

28、68.128.2 dhcp-server 3 ip dhcp-server 4 ip 【五,故障防治】第二部分 指定某个vlan 的ip 有第几号服务器分配.interface Vlan-interface2 description server ip address 54 dhcp-server 1这样未经批准的dhcp服务器就无法分配 地址了【五,故障防治】查看交换机锁定的ip地址和MAC对应关系 表:display dhcp-security 下表就显示了这台核心交换机绑定成功的 ip地址和

29、MAC地址.【五,故障防治】仅在核心做了以上绑定还不够,如果下面 还有较低的二层交换机接PC,可以在二 层上做dhcp snooping 比如我一台华为的20xx系列低端二层交 换机, 输入 dhcp-snooping 然后所有ip地址就和mac地址通过dhcp服 务器绑定了.也就是必须是dhcp分配的ip 地址才有效.【五,故障防治】察看:2403h_living_area_5#dis dhcp-snooping IP Address MAC Address 0040-9631-7652 0 00e0-60a2-0d7d 192.168.20

30、.88 0050-bae8-d374 4 0002-dd7b-13e7 5 0012-3fe7-8883 7 0003-0d4a-11ab 49 0016-d3ca-486e 74 0014-3809-b1ca 01 0012-f0bd-cfd0 16 0016-d3ca-4f3f 27 0050-ba27-c31e 37 001b-fc79-428d 39 0014-3805-ee0d每个ip地址和mac地址在交换机上对应起来了. 乱改自己ip的病毒就失效了.因为他自己修改了ip地址, 只会让自己上不了网. 交换机只认为上表中的ip 和mac对应关系是有效的.【五,故障防治】如果还有中间层的二层交换机,则需要启 用dhcp-snooping 的同时,指定dhcp服务 器从那个端口发送数据. dhcp-snooping interface GigabitEthernet1/1 dhcp-snooping trust 信任g 1/1 端口 这样底层dhcp 设备就上不来了.【五,