防火墙工作原理和详解会话表

防火墙工作原理

防火墙工作原理：

本质上是查看会话表。

报文到达防火墙，先查看是否会有会话表匹配。

1. 如果有会话表匹配，则匹配会话表转发。
2. 如果没有匹配会话表，看是否能够创建会话表。

前提是必须是首包才能创建会话表。

A.先匹配路由表。B.再匹配安全策略。

TCP: SYN ———首包
​ SYN+ACK
​ ACK

ICMP echo-request—-首包
​ echo-reply

UDP没有首包概念

状态检测机制：

• 状态尖刺机制开启的情况下，只有首包通过设备才能建立会话表，后续包直接匹配会话表项进行转发。
• 状态监测机制关闭的情况下，即使首包没有经过防火墙，后续包只要通过防火墙也可以生成会话表项。

开启命令：firewall session link-state check ——-默认就开启

关闭状态检测的命令：undo firewall session link-state check tcp/icmp

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首包建立会话——-使用状态检测。

状态检测主要针对TCP和ICMP报文

什么情况需要关闭状态检测：

1. （场景）来回路径不一致的情况 (SACG）。

详解会话表

查看会话表：

查看会话简要信息

[FW1]display firewall session table  ---------------查看会话表简要信息
 Current Total Sessions : 5
  https  VPN:public --> public 192.168.0.100:49363-->192.168.0.10:8443
  协议    虚拟防火墙有作用         源地址：源端口 目标地址：目标端口
  https  VPN:public --> public 192.168.0.100:49350-->192.168.0.10:8443
  tcp  VPN:public --> public 10.1.1.1:49395-->192.168.1.100:17889
  ftp-data  VPN:public --> public 192.168.1.1:20-->10.1.1.1:49396
  ftp  VPN:public --> public 10.1.1.1:49393+->192.168.1.1:21

筛选会话：

[FW1]display firewall session table servic ftp ---------筛选会话
 Current Total Sessions : 1
  ftp  VPN:public --> public 10.1.1.1:49393+->192.168.1.1:21

查看会话表详细信息：

[FW1]display firewall session table  verbose  --------------------查看会话详细信息
  
   ftp/协议        VPN:public --> public/虚拟防火墙有作用          ID: a58f362c468281b1855c0cfa4b /唯一的会话
                         
  Zone: trust--> dmz/安全区域              TTL: 00:20:00/ 老化时间          Left: 00:19:02/剩余时间
                                            
  Output-interface: GigabitEthernet0/0/2 /出接口    NextHop: 192.168.1.1/下一跳  MAC: 00-50-56-9e-ea-06/下一跳MAC
                                                                   <--packets:0 bytes:0/ 反向流量          -->packets:24 bytes:1180/正向流量
                                                

  10.1.1.1:49393+->192.168.1.1:21/源地址   源端口         目标地址 目标端口                  PolicyName: trust_dmz /匹配策略
                

+-> ---------代表开启ASPF功能

--> 无意义，正常报文


  icmp  VPN:public --> public  ID: a58f362c6bca01d8e15c0d2721
  Zone: trust--> dmz  TTL: 00:00:20  Left: 00:00:19  
  Output-interface: GigabitEthernet0/0/2  NextHop: 192.168.1.1  MAC: 00-50-56-9e-ea-06
  <--packets:4 bytes:240   -->packets:4 bytes:240
  10.1.1.1:1-->192.168.1.1:2048     PolicyName: trust_dmz


 10.1.1.1  :1-->192.168.1.1  :2048
                源端口                    目的端口

详细会话表中有 13项参数。

1. 协议，指明会话的协议

2. VPN，在虚拟防火墙中使用

3. ID，标志唯一的会话

4. ZONE（区域），指明流量的区域走向。

5. TTL，会话的老化时间。

6. Left：会话剩余时间

7. output-interface：出接口

8. nextHop:下一跳

9. MAC：mac地址,

   MAC地址为全0的情况：

   1. 到达防火墙的接口
   2. 虚拟防火墙的MAC也是全0
   3. 当ARP请求失败的时候

10. 反向流量统计

11. 正向流量统计

12. 五元组，源地址：源端口–>目的地址：目的端口

    注意：ICMP的端口计算方法：

    ICMP报文中的Identifier字段16进制转换为10进制，作为源端口

    将Type字段和Code字段的值做与运算，作为目的端口。

    例如：Type=8，Code =0；则目标端口=1000 0000 0000 & 0 = 2048

    ICMP带端口的原因：因为ICMP需要做状态检测，所有需要五元组。ICMP端口无实际意义。

    端口号为0的情况：

    当流量为OSPF，ESP，AH等协议时，端口为0.

13. PolicyName：匹配的策略名称

老化时间（TTL）的问题：

各协议会话默认老化时间：

协议老化时间	协议
20s	icmp
30s	dns
120s 2min	qq/tftp/l2tp/udp/rip/ntp/snmp/syslog/h323
240s 4min	ftp-data/GRE/AH
600s 10min	SIP/HTTPS/ESP
1200s 20min	HTTP/FTP/Telnet/SMTP/sqlnet/ssh/tcp/pop3/BGP
14400s 4hours	sqlnet-data

总结：

TCP 20min SYN 5s SYN+ACK 5s ACK 20Min frist-fin 900s finrst 5s

UDP 2min

ICMP 20s

注意：在网管防火墙流量时，当web在线时，https老化10min，当关闭web时，显示https老化时间10s。

即：HTTPS(有流量)—-10min（TTL）

HTTPS（无流量）—–10s

什么情况会话表会老化：

1. 老化时间到了
2. 检测到有病毒的时候，会话表立刻老化，并且加入黑名单
3. 发送FIN，第一次收到（frist-fin），老化时间变为900s（默认），第二次收到fin（finrst ），老化时间变为10s。

老化时间的修改：

• 知名协议修改老化时间[FW1]firewall session aging-time service-set http 2000·—-注意单位是S

• 非知名协议修改时间
  第一步：自定义协议
  ip service-set abc type object
  service 0 protocol 200
  firewall session aging-time service-set abc 200

会话时间存在的问题：

1. 下载过大的FTP文件，会出现中断。
2. 访问数据库，操作的时间大于TCP的老化时间。

解决方案：

长会话：默认老化时间168小时。 注意：只针对TCP。

长会话的默认会话时间可以修改。

[FW1]display firewall  long-link aging-time  
 Long-link aging-time is 168 hours
修改长会话的默认时间
firewall long-link  aging-time 20

配置长回话步骤：

1. 配置ACL定义协议

   acl number 3000 rule 5 permit tcp source 10.1.1.0 0.0.0.255 destination 192.168.1.0 0.0.0.255 destination-port eq ftp

2. 调用ACL

   interzone trust dmz long-link 3000 inbound

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参考资料：华为HedEx文档

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