ACL應用技術與配置實例

文/關天敏

ACL應用技術與配置實例

文/關天敏

ACL，是訪問控制列表(Access Control Lists)的簡稱。在實際的網絡環境中，各種上層訪問都是通過報文交互進行的，為了進行訪問控制，就通過ACL設置一系列過濾規則來控制報文轉發和過濾，從而達到目的，所以稱之為訪問控制列表。本文闡析了ACL功能的工作機制，說明ACL功能上的特點及其應用。

在實際校園網絡環境中，各種上層訪問應用，歸根結底是通過PC和服務器之間的報文交互進行的，而報文則是通過交換機，路由器等各種網絡設備進行傳輸的。隨著網絡的普及，網絡安全問題日益突出，如各種針對交換機的惡意攻擊、病毒肆虐等等，對正常的網絡通訊造成很大影響。以上種種原因使得需要對網絡中的數據流進行監控、控制，確保網絡運行安全，或將安全風險降低到最低程度。

ACL技術分析

ACL根據使用方式的不同主要分為兩大類型：安全ACL和QoS ACL。本文主要介紹安全ACL。

安全ACL主要分為兩大類型：基于接口的ACL和基于VLAN的ACL。

基于接口的ACL，顧名思義，ACL的運用對象是接口，這里的端口包含的種類很多，主要分為二層接口和三層接口。運用于二層接口的ACL又被稱為Port ACL或基于二層接口的ACL，運用于三層接口的ACL又稱為基于三層接口的ACL。二層接口主要包括Access口，Trunk口，L2 AP口。三層接口主要包括Routed Port，SVI口，L3 AP口。不同層次的交換機所支持的接口類型范圍不同。

基于VLAN的ACL，ACL的運用對象是VLAN，又稱為VACL。簡單的說就是如果一個VLAN運用上一個ACL，當有報文進入或者離開這個VLAN時，就要受到該ACL的過濾。下文詳細介紹原理。

安全ACL種類

ACL的主要功能就是過濾報文，那ACL是根據什么來區分哪些報文需要過濾，哪些不需要的呢？就是根據報文中的特定信息。這些特定信息一般是報文中的IP，MAC，二層協議類型，三層協議類型，TOS，VID等等。

根據可以匹配的信息的不同，ACL有以下6種類型：IP 標準ACL，IP 擴展ACL，MAC 擴展ACL，EXPERT(專家級) ACL，用戶自定義 ACL(ACL80)，IPV6 ACL(過濾IPV6報文)。

ACL過濾報文原理

無論是基于端口的ACL，還是基于VLAN的ACL，其工作原理相同。

ACL是由一系列ACE組成，每個ACE都有一個唯一的序列號，代表它的優先級，當交換機收到一報文，進行解析后，就按照ACE的優先級逐一匹配，若報文內容和某個ACE中的內容匹配，則按照相應的動作處理，若不符合，則匹配下一條ACE，直到匹配到合適的ACE。若報文符合某個ACE定義的內容，則報文不再匹配這條ACE之后的所有ACE。請看以下ACL：

這條ACL具有兩個ACE，但這兩個ACE對同一種報文的動作卻是相反的。同樣是針對源IP是192.168.1.1的IP報文，一條是允許轉發，另一條是過濾該類型報文。這兩條ACE唯一的區別就是它們的優先級。

當交換機收到源IP是192.168.1.1的IP報文時，ACL按照ACE的優先級進行匹配，此時先匹配序列號為10的ACE，發現該報文的內容可以匹配ACE的內容，源IP為192.168.1.1，此時查看動作，為deny，所以該報文被過濾，不再進行匹配，所以序列號為20的ACE沒有對該報文進行匹配。

當交換機又收到源IP是1.1.1.1的IP報文時，ACL還是按照ACE的優先級進行匹配，先匹配序列號為10的ACE，發現報文內容和ACE中的不符合，按照原理，查看下一條ACE，發現內容還是不匹配，但此時ACL中已沒有ACE了，怎么辦？這里要注意，當應用一個ACL時，交換機會自動在ACL的末尾加上一條丟棄所有報文的ACE，而且該ACE優先級最低，是最后才匹配的，這樣也提高了安全性，因此如圖所示的ACL，最后還有這樣一條ACE：deny ip any any，且優先級最低，因此此時交換機收到的源IP為1.1.1.1的報文，最后匹配這條ACE，內容可以匹配，因為該ACE針對所有的IP報文，此時查看動作是deny，所以該報文被丟棄。

由于ACE是按照優先級匹配的，此時添加一條序列號小于10的ACE。

動態添加了一條序列號為1的ACE：permit ip any any，所以當交換機收到任意IP報文時，由于該ACE的優先級最高，最優先匹配，所以所有IP報文都允許轉發，而不會去匹配后面兩條ACE。

ACE之后都可以匹配一個時間戳，而后ACL會根據系統的時鐘來確認該ACE是否能生效，如果該ACE的時間戳中規定的時間和系統時鐘不符合，則該ACE就不生效，也就是不進行匹配，如果相符，則進行匹配，匹配時也是按照優先級關系進行，原理相同。如下所示：

如上所示，ACE：permit ip host 1.1.1.1 any所對應的時間戳week_day和系統時間相符，則該ACE生效，show信息顯示狀態為：active，而ACE：deny ip any host 2.2.2.2所對應時間戳week_end和系統時間不符合，則不生效，show信息顯示狀態為：inactive，運用時該ACE就不參與過濾報文。

安全ACL應用類型

安全ACL分為基于接口和基于VLAN兩種應用。

基于接口的ACL應用，ACL的運用對象是接口，上文提到主要有六種接口類型。當ACL運用到接口時，有兩種選擇：in和out，即輸入方向和輸出方向，這里所謂的方向是針對接口而言。如圖所示：

In和out說明ACL起作用的位置。In方向說明當報文從外界網絡進入該接口時，要受到ACL的檢查，過濾。Out方向說明當報文從該接口轉發，準備前往外界網絡時，要受到ACL的檢查，過濾。

基于VLAN的ACL應用，ACL的運用對象是VLAN，同樣基于VLAN的ACL也有in和out方向，但和基于接口的ACL應用的in和out不同的是，這里所謂的in和out方向是針對VLAN而言的，不是針對接口而言的。如圖1所示：

若在VLAN 1上應用一個ACL，當報文從屬于VLAN 1的接口進入交換機，相當于進入VLAN 1，就是in方向，此時要受到該VACL的過濾，檢查。當報文從屬于VLAN 1的接口轉發時，由于該端口屬于VLAN 1，不算是離開VLAN 1，因此不受到VACL過濾。當報文通過路由，從屬于VLAN 1的接口路由到屬于VLAN 2的接口時，此時相當于離開VLAN 1，就是out方向，要受到VACL的過濾。

當VLAN應用一個ACL，那么進入VLAN和離開VLAN的報文都受到VACL的限制，過濾。這也和基于接口的ACL不同。

基于VLAN的ACL容易和應用在三層接口SVI口上的ACL混淆。這兩者的層次不同，基于VLAN的ACL，由于VLAN是二層概念，所以主要過濾VLAN所屬二層接口收到的報文。而SVI是一個三層邏輯接口，應用在SVI上的ACL是基于三層接口的ACL，主要過濾通過路由轉發的報文。若VLAN是一個Private VLAN，則無法運用VACL和基于SVI的ACL，若VLAN是Super VLAN，則和普通VLAN相同。

圖1 in方向和out方向概念

圖2 基于VLAN應用的原理圖

實際應用與案例分析

以典型的高校解決方案為例。在該方案中，以銳捷S26系列作為接入層交換機連接各院系PC，各院系接入層交換機S26通過Trunk口上連匯聚層交換機S57，S57上有不同VLAN分別隔離各個院系。銳捷S86作為核心層交換機下連S57進行高速轉發，并連接各種服務器，如FTP、HTTP服務器等，最后通過防火墻與Internet相連。拓撲如圖2。

校園網對ACL應用通常有以下需求：

1．S26所連接各院系PC，一個接口只允許一臺合法PC接入，不允許其他設備接入。

2．各個院系間不能互相訪問和共享文件，即不允許各VLAN間數據流通過。

3．Internt病毒無處不在，需要封堵各種病毒常用端口，以保障內網安全。

4．只允許校園內部PC對校園服務器進行訪問，拒絕外部PC的訪問。

5．各院系PC必須在不同的VLAN中，以減少廣播，多播數據流對網絡的影響。

針對以上需求，我們可以通過以下具體配置，設置ACL應用：

核心層交換機S86關鍵配置

匯聚層交換機S57關鍵配置

接入層交換機S26關鍵配置

通過實際測試表明，銳捷交換機的ACL功能，可以有效防止病毒、防止惡意攻擊、控制VLAN間數據流、控制服務器的訪問、控制用戶接入等，可以滿足應用的需求。

（作者單位為集美大學網絡中心）