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一起由ARP攻击导致的网络故障

发布日期: 2008-5-25 17:29:02 查看数:


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一、故障描述
　　故障地点：某电业局
　　故障现象：网络严重阻塞，内部主机上网甚至内部主机间的通讯均时断时续。
　　故障详细描述：网络突然出现通讯中断，某些VLAN不能访问互联网，且与其它VLAN的访问也会出现中断，在机房中进行ping包测试，发现中心交换机到该VLAN内主机的ping包响应时间较长，且出现间歇性丢包，VLAN与VLAN间的丢包情况则更加严重。
　　二、故障详细分析
　　1.前期分析
　　初步判断引起问题的原因可能是：交换机ARP表更新问题;广播或路由环路故障;人为或病毒攻击。需要进一步获取的信息：网络拓扑结构及正常工作时的情况;交换机ARP表信息及交换机负载情况;网络中传输的原始数据包。
　　2.具体分析
　　笔者从网络管理员那儿，得知了网络中主机共450台左右，同时得到了网络的简单拓扑图，如图1所示。

从图1可以知道，网络中划分了6个VLAN，分别是10.230.201.0/24、10.230.202.0/24、0.230.203.0/24、10.230.204.0/24、10.230.205.0/24、10.230.206.0/24、，其中201～205这5个VLAN分别用于一个部门，而206为服务器专用网段。各VLAN同时连接上中心交换机(Passport 8010)，中心交换机再连接到防火墙，由防火墙连接到Internet以及省单位。
　　大致了解了网络拓扑后，我们以超级终端方式登录中心交换机，发现交换机的负载较大，立即清除交换机ARP表并重启，但故障仍然存在，于是我们决定对网络进行抓包分析。
　　在中心交换机(Passport 8010)上配置好端口镜像，并将安装科来网络分析系统的笔记本接到中心交换机的镜像口上，安装好后网络的拓扑简图如图2所示。

图2
　　由于科来网络分析系统可以跨VLAN对数据进行捕获分析，所以在中心交换机上接入安装科来网络分析系统的笔记本后，网络的拓扑结构并未发生任何改变。打开笔记本上的科来网络分析系统，捕获数据包约1分钟(捕获停止后发现确切时间是53秒)后停止捕获，并对捕获到的数据通讯进行分析。将节点浏览器定位到物理端点下的本地网段，我们发现MAC地址为00:00:E8:40:44:99的主机，下面共有40个IP地址，如图3。

我们知道，在正常情况下，一个MAC地址下面出现多个IP地址，只可能有以下几种情况之一：网关、代理服务器、手动绑定多个IP地址。咨询网络管理员得知，该网段内的机器均只绑定了一个MAC地址，且没有代理服务器，同时该MAC也不是网关MAC地址，由此，我们怀疑，该主机可能存在欺骗攻击。
　　右键单击图3中的00:00:E8:40:44:99节点，在弹出的菜单中选择“定位浏览器节点(L)”命令，将节点浏览器中定位到00:00:E8:40:44:99。查看协议视图，发现该节点主动发起了22613个ARP回复数据包，而ARP请求数据包只有2个，如图4所示。

图4
　　从图4下面的数据包可以知道，00:00:E8:40:44:99主动向网络中的其它主机发出ARP回复数据包，内容是告诉对方主机，自己是某个IP的主机，而这个IP在不断地变化。由此可以断定，MAC地址为00:00:E8:40:44:99的机器在进行ARP欺骗。同时，诊断视图的ARP诊断事件区时，也给出了相应的提示信息，如图5。

图5
经过上面的分析，我们确定00:00:E8:40:44:99存在ARP欺骗攻击，网管人员立刻开始查找该主机，由于他们以前做了IP与MAC地址的统计表，所以很轻松地就找到了该机器。在二层交换机上拨掉该主机的网线，网络很快恢复正常，VLAN间的内部访问和外部访问(包括Internet和省网单位)速度均恢复正常。
　　另外，从图3的显示可知，00:02:B0:BC:68:D2、00:0B:DB:4B:46:81、00:11:25:8D:7D:C1 三台机器占用的流量较大，通过查看这几台机器的具体流量后，发现00:02:B0:BC:68:D2和00:0B:DB:4B:46:81在互相进行数据拷贝，而00:11:25:8D:7D:C1对应的IP地址是10.230.204.1，它是10.230.204.0/24网段的网关，占用较量较大属于正常情况。由此基本断定网络时断时续的根源即前面找出的00:00:E8:40:44:99主机。
　　找出故障点，并帮助网络恢复正常后，我们因为其它的事情离开了现场，并未去排查00:00:E8:40:44:99的具体情况。
　　下午接到电业局网管人员的电话，告知在找到MAC地址为00:00:E8:40:44:99的主机时，该用户仅在使用WORD进行文档编辑，并未人为的进行攻击，然后安装防病毒软件并对该主机进行查杀，查出病毒若干，病毒查杀后，再次将该主机接入网络，网络通讯仍然正常。由此得出引发网络故障的原因是MAC地址为00:00:E8:40:44:99的主机感染蠕虫病毒，该病毒自动进行ARP欺骗攻击，导致网络访问的时断时续。
　　三、总结
　　中大型网络中，网络故障错综复杂，不借助专业网络分析工具的情况下，很难对故障进行排查，如本例中，如果不对数据包进行捕获，即使在交换机上查看流量，由于00:00:E8:40:44:99的流量并不特别大，所以我们也很难找到故障点。
　　同时，由于此次捕获数据包的时间较短，仅仅只有53秒，所以网络中可能还存在一些未被检测出问题的主机(这些主机当前未启动，不会收发相应数据包，故无法查找)。所以，对于企业的网络运行，需要网络管理人员使用专用的网络分析工具，对网络进行长期有效的监测和分析，才可以最大程度地排除可能的网络故障和网络安全威胁。
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