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什么是ACL?

访问控制列表ACL(Access Control List)是由一条或多条规则组成的集合。所谓规则,是指描述报文匹配条件的判断语句,这些条件可以是报文的源地址、目的地址、端口号等。
ACL本质上是一种报文过滤器,规则是过滤器的滤芯。设备基于这些规则进行报文匹配,可以过滤出特定的报文,并根据应用ACL的业务模块的处理策略来允许或阻止该报文通过。

为什么使用ACL?

ACL作为一个过滤器,设备通过应用ACL来阻止和允许特定流量的流入和流出,如果没有它,任何流量都会自由流入和流出,使得网络容易受到攻击。

如下图所示,为保证财务数据安全,企业在路由设备上应用ACL可以阻止内网内部研发部门主机对财务服务器的访问,同时允许总裁办公室访问财务服务器。为了保护企业内网的安全,在路由设备上应用ACL可以封堵网络病毒常用的端口,防止Internet上的恶意流量入侵。

ACL可以做什么?
ACL可以做什么?

借助ACL,可以实现以下功能:

  • 提供安全访问:企业重要服务器资源被随意访问,企业机密信息容易泄露,造成安全隐患。使用ACL可以指定用户访问特定的服务器、网络与服务,从而避免随意访问的情况。
  • 防止网络攻击:Internet病毒肆意侵略企业内网,内网环境的安全性堪忧。使用ACL可以封堵高危端口,从而达成为外网流量的阻塞。
  • 提高网络带宽利用率:网络带宽被各类业务随意挤占,服务质量要求最高的语音、视频业务的带宽得不到保障,造成用户体验差。使用ACL实现对网络流量的精确识别和控制,限制部分网络流量从而保障主要业务的质量。

ACL的组成

ACL的每一条规则都会允许或者阻止特定的流量,在定义一条合理的ACL规则之前,需要了解其基本组成。

  • ACL标识:使用数字或者名称来标识ACL。
    • 使用数字标识ACL:不同的类型的ACL使用不同的数字进行标识。关于每类ACL编号的详细介绍,请参见ACL的分类
    • 使用名称标识ACL:可以使用字符来标识ACL,就像用域名代替IP地址一样,更加方便记忆。
  • 规则:即描述匹配条件的判断语句。
    • 规则编号:用于标识ACL规则,所有规则均按照规则编号从小到大进行排序。
    • 动作:包括permit/deny两种动作,表示设备对所匹配的数据包接受或者丢弃。
    • 匹配项:ACL定义了极其丰富的匹配项。包括生效时间段、IP协议(ICMP、TCP、UDP等)、源/目的地址以及相应的端口号(21、23、80等)。关于每种匹配项的详细介绍,请参见ACL的常用匹配项

ACL的分类

随着ACL技术的发展,其种类越来越丰富,根据其不同的规则和使用场景,常用的可分为以下几类:

基本ACL

基本ACL规则只包含源IP地址,对设备的CPU消耗较少,可用于简单的部署,但是使用场景有限,不能提供强大的安全保障。

高级ACL

相较于基本ACL,高级ACL提供更高的扩展性,可以对流量进行更精细的匹配。通过配置高级ACL,可以阻止特定主机或者整个网段的源或者目标。除此之外,还可以使用协议信息(IP、ICMP、TCP、UDP)去过滤相应的流量。

二层ACL

在公司的内部网络中,想对特定的终端进行访问权限控制,这时就需要二层ACL。使用二层ACL,可以根据源MAC地址、目的MAC地址、802.1p优先级、二层协议类型等二层信息对流量进行管控。

用户ACL

由于企业内部同部门的工作人员的终端不在同一个网段难以管理,需要将其纳入一个用户组,并对其用户组进行访问权限管理,这时候就需要用户ACL。用户ACL在高级ACL的基础上增加了用户组的配置项,可以实现对不同用户组的流量管控。

不同类型的ACL的具体组成如下表所示:

表1-1 ACL的分类
        

基本ACL

高级ACL

二层ACL

用户ACL

ACL标识

  

ACL编号

2000~2999

3000~3999

4000~4999

6000~6031

  

ACL名称

Y

Y

Y

Y

规则

规则编号

-

Y

Y

Y

Y

动作

permit/deny

Y

Y

Y

Y

匹配项

生效时间段

Y

Y

Y

Y

IP协议类型

-

Y

Y

Y

IPv4

Y

Y

-

Y

IPv6

Y

Y

-

Y

源IP地址

Y

Y

-

Y

源MAC地址

-

-

Y

-

源端口号

-

Y

Y

Y

目的地址

-

Y

-

Y

目的MAC地址

-

-

Y

-

目的端口号

-

Y

Y

Y

用户组

-

-

-

Y

如何使用ACL?

使用步骤

ACL的使用分为两个步骤:

  1. 设置相应的ACL规则。

    为ACL设置相关规则的时候,需要了解入口流量与出口流量,如下图所示:入口流量指的是进入设备(以路由器为例)接口的流量(无论来源是外部Internet还是内部网络),同理,出口流量指的是从设备接口流出的流量。

    入口流量与出口流量
    入口流量与出口流量

    当外部Internet访问内部网络时,通过路由器接口2的入口流量,其源IP地址为外部的公网IP;而当内部网络需要访问外部网络时,通过路由器的接口1的入口流量,其源IP地址则为内网的IP。

  2. 将ACL应用在相应的设备接口的特定方向(in/out)上。

    规则设置完成后,需要将ACL应用在设备的接口上才能正常工作。因为所有的路由和转发决策都是由设备的硬件做出的,所以ACL语句可以更快地执行。

匹配机制

设备使用ACL的匹配机制如下图所示。

ACL的匹配机制
ACL的匹配机制

ACL规则的匹配遵循”一旦命中即停止匹配”的机制。当ACL处理数据包时,一旦数据包与某条ACL规则匹配,就会停止匹配,设备根据该条匹配的语句内容决定允许或者拒绝该数据包。如果数据包内容与ACL语句不匹配,那么将依次使用ACL列表中的下一条语句去匹配数据包直到列表的末尾。一般在ACL的列表末尾会有一条隐式的拒绝所有的语句,所以数据包与所有的规则都不匹配的情况下会被直接拒绝。此时设备不会将此数据包流入或流出接口,而是直接将其丢弃。

ACL的应用场景

在NAT中使用ACL

通过NAT的端口映射可使得外网访问内部网络。考虑到内部的网络安全,不可能允许所有的外部用户访问内部网络,这时可以设置ACL规则并应用在企业路由器上,使得特定的外网用户可以访问内部网络。
在NAT中使用ACL
在NAT中使用ACL

如上图所示,当公网主机想建立与内网主机的通信时,其发向内部网络主机的流量经过NAT设备时,设备利用ACL对流量进行过滤,阻断了PC4对PC2的访问,同时允许PC3对PC1的访问。

在防火墙中使用ACL

防火墙用在内外网络边缘处,防止外部网络对内部网络的入侵,也可以用来保护网络内部大型服务器和重要的资源(如数据)。由于ACL直接在设备的转发硬件中配置,在防火墙中配置ACL在保护网络安全的同时不会影响服务器的性能。

在防火墙中使用ACL
在防火墙中使用ACL

如上图所示,在防火墙上配置ACL只允许外部特定主机PC A访问内部网络中的数据中心,并禁止其他外部主机的访问。

在QoS中使用ACL限制用户互访

ACL应用在QoS的流策略中,可以实现不同网段用户之间访问权限的限制,从而避免用户之间随意访问形成安全隐患。

使用ACL限制不同网段用户的互访
使用ACL限制不同网段用户的互访

如上图所示,某公司为财务部和市场部规划了两个网段的IP地址。为了避免两个部门之间相互访问造成公司机密的泄露,可以在两个部门连接Router的接口的入方向上应用绑定了ACL的流策略,从而禁止两个部门的互访。

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  • 作者: 丁恒
  • 最近更新: 2021-10-09
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