HCNP Routing&Switching之MAC安全

　　前文我们了解了GRE over IPSec 相关话题，回顾请参考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/16601491.html；今天我们来聊一聊mac安全相关话题；

　　先来回顾下二层交换机的工作原理

　　我知道对于一台二层交换机来说，它的核心功能就是根据mac地址来转发数据；之所以能够根据mac地址来转发数据，是因为交换机的工作原理；交换机收到一个帧就会记录对应的帧的源mac和对应接口做对应；这样一来，当交换机收到对应目标mac的帧的时候，它就知道该把这个帧从那个接口转发出去；如果交换机收到的目标mac帧，在对应mac地址表里没有，此时交换机就会把对应数据包进行泛洪，如果在某一个接口收到了对应包的回复，此时它就会把对应接口和对应接口回复的源mac记录到mac地址表中；简单讲就是根据mac地址表来转发数据，如果没有就泛洪；

　　基于MAC的攻击

　　基于mac的攻击，通常手段有两种，一种是泛洪，一种是欺骗；所谓泛洪就是指攻击者在短时间内伪造很多mac地址帧，直接把交换机的mac地址表给写满；这样做最直接的后果就是，正常的数据包，交换机里没有对应mac，它不知道怎么转发，这个时候它就会泛洪，一泛洪，对应攻击者就能抓到数据包，从而获取数据；所谓欺骗是指攻击者恶意发送arp广播，告诉交换机，网关是我（通常就是欺骗网关，当然中间人攻击，也是类似的过程，两边欺骗）；交换机收到攻击者的arp广播，它肯定会记录对应mac地址和接口，同时因为是arp广播，交换机上的其他pc收到对应的包，就会在本地记录对应mac和ip地址；从而在pc和网关通信时，会封装对应的mac地址，将数据发送给攻击者；这样一来攻击者就能够通过抓包等手段获取用户的数据；总之不管是mac泛洪攻击还是欺骗攻击，都是利用交换机的工作原理，通过mac地址表项来转发数据的特性来实行的攻击；

　　提示：上图为mac泛洪攻击的示意图；攻击者伪造很多mac地址，发送给交换机，以此来占用交换机mac地址表；使得正常的mac地址表项被覆盖；正常的mac地址表项被覆盖，正常用户通信时，交换机就会把对应数据包进行泛洪，使得用户数据被攻击者抓取；

　　MAC地址表项分类

　　提示：常见的就这三种表项，动态，静态和黑洞；动态表项是指交换机通过对帧内的源mac进行学习而来，有老化时间；静态和黑洞都是管理员手动配置的，都不会老化；黑洞表项是指收到对应mac地址的帧都会被丢弃，不管是源mac还是目标mac，交换机只要收到对应有黑洞表项的mac就会主动丢弃；

　　MAC地址表安全功能

　　MAC地址表特性参数

　　提示：默认交换机不做任何配置，动态学习mac的功能是开启的，老化时间为5分钟，端口的mac地址的优先级都是0；如果开启了端口安全，默认端口安全mac地址学习限制数量为1，即只能学习到一个mac，多的学习不到；端口安全的保护动作为restrict，即转发合法流量和发送告警；mac地址飘逸表项老化时间为5分钟，丢弃全0非法mac地址，以及收到全0非法mac地址报警功能都是关闭的；mac刷新arp功能也是关闭的；

　　实验：基于mac的泛洪攻击

　　实验环境说明：如上实验拓扑，我们使用云来桥接本地lo接口，另一端开一个kali来模拟攻击者

　　没有攻击，对应交换机mac地址表

　　提示：正常情况下，如果交换机没有收到帧，对应是mac地址表是空的才对，上面的mac地址是我们本地lo接口的mac，这是我们使用云桥接lo接口，默认lo接口会每隔一段时间发送一个ssdp包来发现局域网里的设备，所以我们在交换机上能够看到对应lo接口的mac地址；如下抓包

　　使用kali ping pc1和pc2

　　在交换机上查看mac地址表项

　　提示：可以看到对应的mac和接口一一对应；正是因为这个mac表项，对应交换机就能正常的将数据包转发到对应接口发送出去；

　　查看交换机mac地址表项汇总

　　提示：这里是模拟器bug，它的统计数据显示不出来；从上图可以看到该交换机最大容纳32768条mac地址和接口对应的记录，一旦超过这个记录就会覆盖最老的记录（覆盖只针对动态学习到的mac,静态是覆盖不了的）；

　　使用kali攻击sw1

　　提示：使用macof工具来伪装mac地址，该工具能在一瞬间伪造大量mac地址帧，然后从网卡发送出去；-i选项是用来指定从那个网卡发送；

　　提示：可以看到我们只把macof工具开来不到5秒，对应交换机就收到了大量的mac地址帧，瞬间交换机的mac地址表也多了许多mac地址条目；

　　以上就是mac泛洪攻击的现象，我们总结一下，出现mac泛洪攻击时，查看交换机的mac地址表项就会发现，在某一个接口下会存在大量的mac地址条目，很显然这不正常；

　　MAC安全特性配置

　　1、添加静态mac地址表项

　　提示：添加静态mac时，我们需要写清楚对应mac 对应的接口和vlan即可；

　　验证：查看静态mac是否添加成功？

　　提示：可以看到对应mac地址表里就多了一条我们刚才添加的记录；汇总里也统计出有一条静态条目；

　　2、添加黑洞mac地址表项

　　验证：用kali ping pc2的地址，看看是否能够ping通呢？

　　提示：可以看到现在kali就不能正常ping通pc2,原因是kali拿不到pc2的mac，因为pc2的mac是一个黑洞mac，对应pc2收到kali的arp请求，在发送自己的mac时，交换机会丢弃对应pc2发送到任何包；

　　提示：第二张截图是在pc2上抓取的，可以看到pc2的确回复了kali的arp请求，但是kali却没有收到，原因就是交换机丢弃了pc2的包，因为pc2发送的包，源mac被设置成黑洞mac了；

　　3、配置老化时间

　　提示：默认mac地址表项的老化时间为300秒；

　　4、禁止mac地址学习功能

　　提示：以上命令可以在vlan模式和接口模式下使用，在接口模式下使用作用范围为当前接口，在vlan模式下使用作用范围是对应vlan；该命令后面还有两个参数，一个是forward，一个是discard；默认是不写后面的动作就是forward，表示转发；即对应端口或vlan所有接口，只是关闭动态学习mac的功能，但收到arp回复包进行转发；discard则表示根据目标mac地址，如果目标mac地址在mac地址表项存在，则转发，如果目标mac地址不存在mac地址表则丢弃；

　　实验：把g0/0/4接口的学习mac功能关闭，并配置默认动作为discard

　　查看mac地址表，看看对应g0/0/4口是否学习到mac?

　　提示：可以看到现在mac表，对应g0/0/4口没有学习到任何mac；

　　用pc1 ping pc3，看看对应接口是否会学习到mac？通信是否会通呢 ？

　　提示：可以看到对应pc1pingpc3并没有ping通；

　　查看mac地址表项

　　提示：可以看到4口也没有学习到mac；

　　抓包查看过程

　　提示：在pc3上抓包，可以看到对应pc3收到pc1的arp广播，并做了回复；

　　在pc1上抓包

　　提示：在pc1上抓包，对应pc3的arp回复包并没有收到，说明g0/0/4口丢弃了arp回复包，导致pc1拿不到pc3的mac，也就无法正常通信；

　　删除g0/0/4的禁止动态学习mac地址，先让g0/0/4学习到mac，然后再禁用学习功能呢

　　pc3发包，让交换机学习到mac

　　禁用4口学习mac功能

　　提示：可以看到现在4口已经学习到mac；

　　现在pc1 ping pc3 看看是否能通？

　　提示：可以看到现在pc1pingpc3是能够正常ping通的，这是因为交换机的mac地址表项里对应通信的目标mac，对应数据包会转发，如果没有则丢弃；当然，如果mac地址表老化，对应条目被删除，那么通信也无法正常进行；

　　把动作改为forward，看看对应接口是否能够学习到mac呢？通信是否正常呢？

　　pc1 ping pc3看看g0/0/4是否学习到mac？对应通信是否能够正常通行呢？

 

　　提示：可以看到通信是可以正常通讯，但是对应接口是不能够学习到mac条目的；

　　5、限制端口学习mac地址的数量

　　提示：该命令可以在接口模式和vlan模式下使用，在接口模式下作用范围当前接口，在vlan模式下作用范围是对应vlan；

　　验证：用macof工具攻击，看看对应3口是否只能学习到10条mac地址条目呢？

　　提示：可以看到对应交换机的终端在报警，对应3口也只能学习到10条mac地址条目；这里需要注意，这个学习到的mac是先学满10条，后面的就不学习了，并不是重复覆盖；

　　6、配置告警

　　提示：开启或关闭报警，必须配置前边的最大学习限制才可以，否则它会提示Error: Failed to change the configurations of the action or alarm because the MAC-limit rule does not exist.；

　　7、开启丢弃全0非法mac地址报文的功能

　　提示：以上两条命令在全局模式下使用；第一条作用是开启因收到全0非法mac报警；第二条表示开启丢弃全0非法mac；

　　8、配置mac刷新arp功能

　　提示：arp表是ip地址和mac地址以及出接口的对应表，mac地址表是mac地址和出接口的对应表；两者老化时间不一样，就导致当mac地址表是g0/0/1接口更新到g0/0/2口，对应arp里的信息还在g0/0/1口，这会导致通信中断；为了避免这样的问题，上述命令就表示当mac表项发生变化，通知arp表项对应条目更新，从而避免通信中断的问题；

　　官方文档示意图