ACL原理和作用，ACL类型和特点，ACL匹配和通配符使用

•随着网络的飞速发展，网络安全和网络服务质量QoS (Quality of Service)问题日益突出。访问控制列表 (ACL, Access Control List)是与其紧密相关的一个技术。

•ACL可以通过对网络中报文流的精确识别，与其他技术结合，达到控制网络访问行为、防止网络攻击和提高网络带宽利用率的目的，从而切实保障网络环境的安全性和网络服务质量的可靠性。

•在本章节中，将介绍ACL的基本原理和基本作用，ACL的不同种类及特点，ACL的基本组成和匹配顺序，通配符的使用方法和ACL的相关配置。

技术背景：需要一个工具，实现流量过滤

•随着网络的飞速发展，网络安全和网络服务质量QoS（Quality of Service）问题日益突出。

▫园区重要服务器资源被随意访问，园区机密信息容易泄露，造成安全隐患。

▫Inte.NET病毒肆意侵略园区内网，内网环境的安全性堪忧。

▫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。

•以上种种问题，都对正常的网络通信造成了很大的影响。因此，提高网络安全性和服务质量迫在眉睫，我们需要对网络进行控制。比如，需要借助一个工具帮助实现一些流量的过滤。

 

•某公司为保证财务数据安全，禁止研发部门访问财务服务器，但总裁办公室不受限制。

ACL概述

•通过ACL可以实现对网络中报文流的精确识别和控制，达到控制网络访问行为、防止网络攻击和提高网络带宽利用率的目的，从而切实保障网络环境的安全性和网络服务质量的可靠性。

▫ACL是由permit或deny语句组成的一系列有顺序的规则的集合；它通过匹配报文的相关字段实现对报文的分类。

▫ACL是能够匹配一个IP数据包中的源IP地址、目的IP地址、协议类型、源目的端口等元素的基础性工具；ACL还能够用于匹配路由条目。

•在本章课程中主要通过流量过滤来介绍ACL。

•ACL是由一系列permit或deny语句组成的、有序规则的列表。

•ACL是一个匹配工具，能够对报文进行匹配和区分。

 

ACL应用

•匹配IP流量

•在Traffic-filter中被调用

•在NAT（Network Address Translation）中被调用

•在路由策略中被调用

•在防火墙的策略部署中被调用

•在QoS中被调用

•其他……

ACL的组成

•ACL的组成：

▫ACL编号：在网络设备上配置ACL时，每个ACL都需要分配一个编号，称为ACL编号，用来标识ACL。不同分类的ACL编号范围不同，这个后面具体讲。

▫规则：前面提到了，一个ACL通常由若干条“permit/deny”语句组成，每条语句就是该ACL的一条规则。

▫规则编号：每条规则都有一个相应的编号，称为规则编号，用来标识ACL规则。可以自定义，也可以系统自动分配。ACL规则的编号范围是0～4294967294，所有规则均按照规则编号从小到大进行排序。

▫动作：每条规则中的permit或deny，就是与这条规则相对应的处理动作。permit指“允许”，deny指“拒绝”，但是ACL一般是结合其他技术使用，不同的场景，处理动作的含义也有所不同。

▪比如：ACL如果与流量过滤技术结合使用（即流量过滤中调用ACL），permit就是“允许通行”的意思，deny就是“拒绝通行”的意思。

▫匹配项：ACL定义了极其丰富的匹配项。例子中体现的源地址，ACL还支持很多其他规则匹配项。例如，二层以太网帧头信息（如源mac、目的MAC、以太帧协议类型）、三层报文信息（如目的地址、协议类型）以及四层报文信息（如TCP/UDP端口号）等。

•提问：rule 5 permit source 1.1.1.0 0.0.0.255 是什么意思？这个在后续课程中会介绍。

•ACL由若干条permit或deny语句组成。每条语句就是该ACL的一条规则，每条语句中的permit或deny就是与这条规则相对应的处理动作。

 

规则编号

•规则编号和步长的概念：

▫规则编号：每条规则都有一个相应的编号，称为规则编号，用来标识ACL规则。可以自定义，也可以系统自动分配。

▫步长：系统自动为ACL规则分配编号时，每个相邻规则编号之间会有一个差值，这个差值称为“步长”。缺省步长为5，所以规则编号就是5/10/15…以此类推。

▪如果手工指定了一条规则，但未指定规则编号，系统就会使用大于当前ACL内最大规则编号且是步长整数倍的最小整数作为规则编号。

▪步长可以调整，如果将步长改为2，系统则会自动从当前步长值开始重新排列规则编号，规则编号就变成2、4、6…。

•那步长的作用是什么？直接rule 1/2/3/4…为什么不可以？

▫先来看一个小题目：如果希望增加一条规则，该如何处理？

▫可以在rule 10和rule 15之间，手工加入一条rule 11。

▫因此，设置一定长度的步长的作用，是方便后续在旧规则之间插入新的规则。

 

规则编号与步长

•规则编号（Rule ID）：

一个ACL中的每一条规则都有一个相应的编号。

•步长（Step）:

步长是系统自动为ACL规则分配编号时，每个相邻规则编号之间的差值，缺省值为5。步长的作用是为了方便后续在旧规则之间，插入新的规则。

•Rule ID分配规则：

系统为ACL中首条未手工指定编号的规则分配编号时，使用步长值（例如步长=5，首条规则编号为5）作为该规则的起始编号；为后续规则分配编号时，则使用大于当前ACL内最大规则编号且是步长整数倍的最小整数作为规则编号。

通配符 (1)

•当进行IP地址匹配的时候，后面会跟着32位掩码位，这32位称为通配符。

•通配符，也是点分十进制格式，换算成二进制后，“0”表示“匹配”，“1”表示“不关心”。

•具体看下这2条规则：

▫rule 5: 拒绝源IP地址为10.1.1.1报文通过——因为通配符为全0，所以每一位都要严格匹配，因此匹配的是主机IP地址10.1.1.1；

▫rule 15:允许源IP地址为10.1.1.0/24网段地址的报文通过——因为通配符：0.0.0.11111111，后8位为1，表示不关心，因此10.1.1.xxxxxxxx 的后8位可以为任意值，所以匹配的是10.1.1.0/24网段。

•例子：如果要精确匹配192.168.1.1/24这个IP地址对应的网段地址，通配符是多少？

▫可以得出：网络位需要严格匹配，主机位无所谓，因此通配符为“0.0.0.255”。

 

匹配规则：

“0”表示“匹配”；“1”表示“随机分配”

 

通配符 (Wildcard)

•通配符是一个32比特长度的数值，用于指示IP地址中，哪些比特位需要严格匹配，哪些比特位无需匹配。

•通配符通常采用类似网络掩码的点分十进制形式表示，但是含义却与网络掩码完全不同。

通配符 (2)

•如果想匹配192.168.1.0/24网段中的奇数IP地址，通配符该怎么写呢？

▫我们先来看一看，奇数IP地址都有哪些：192.168.1.1、192.168.1.5、192.168.1.11……

▫后八位写成二进制：192.168.1.00000001、192.168.1.00000101、192.168.1.00001011……

▫可以看出共同点：最后8位的高7位是任意值，最低位固定为1，因此答案是：192.168.1.1 0.0.0.254（0.0.0.11111110）

•这就得出了通配符的一个特点：通配符中的1或者0是可以不连续的。

•还有两个特殊的通配符：

▫当通配符全为0来匹配IP地址时，表示精确匹配某个IP地址；

▫当通配符全为1来匹配0.0.0.0地址时，表示匹配了所有IP地址。

 

•匹配192.168.1.0/24这个子网中的奇数IP地址，例如192.168.1.1、192.168.1.3、192.168.1.5等。

ACL的分类与标识

•基于ACL规则定义方式的划分，可分为：

▫基本ACL、高级ACL、二层ACL、用户自定义ACL和用户ACL。

•基于ACL标识方法的划分，则可分为：

▫数字型ACL和命名型ACL。

•注意：用户在创建ACL时可以为其指定编号，不同的编号对应不同类型的ACL。同时，为了便于记忆和识别，用户还可以创建命名型ACL，即在创建ACL时为其设置名称。命名型ACL，也可以是“名称 数字”的形式，即在定义命名型ACL时，同时指定ACL编号。如果不指定编号，系统则会自动为其分配一个数字型ACL的编号。

•基于ACL规则定义方式的分类

分类	编号范围	规则定义描述
基本ACL	2000~2999	仅使用报文的源IP地址、分片信息和生效时间段信息来定义规则。
高级ACL	3000~3999	可使用IPv4报文的源IP地址、目的IP地址、IP协议类型、ICMP类型、TCP源/目的端口号、UDP源/目的端口号、生效时间段等来定义规则。
二层ACL	4000~4999	使用报文的以太网帧头信息来定义规则，如根据源MAC地址、目的MAC地址、二层协议类型等。
用户自定义ACL	5000~5999	使用报文头、偏移位置、字符串掩码和用户自定义字符串来定义规则。
用户ACL	6000~6999	既可使用IPv4报文的源IP地址或源UCL（User Control List）组，也可使用目的IP地址或目的UCL组、IP协议类型、ICMP类型、TCP源端口/目的端口、UDP源端口/目的端口号等来定义规则。

基于ACL标识方法的分类

分类	规则定义描述
数字型ACL	传统的ACL标识方法。创建ACL时，指定一个唯一的数字标识该ACL。
命名型ACL	通过名称代替编号来标识ACL。

基本ACL&高级ACL

•基本ACL：

▫主要针对IP报文的源IP地址进行匹配，基本ACL的编号范围是2000-2999。

▫比如这个例子，创建的是acl 2000，就意味着创建的是基本ACL。

•高级ACL：

▫可以根据IP报文中的源IP地址、目的IP地址、协议类型，TCP或UDP的源目端口号等元素进行匹配，可以理解为：基本ACL是高级ACL的一个子集，高级ACL可以比基本ACL定义出更精确、更复杂、更灵活的规则。

 

ACL的匹配机制

•ACL的匹配机制概括来说就是：

▫配置ACL的设备接收报文后，会将该报文与ACL中的规则逐条进行匹配，如果不能匹配上，就会继续尝试去匹配下一条规则。

▫一旦匹配上，则设备会对该报文执行这条规则中定义的处理动作，并且不再继续尝试与后续规则匹配。

•匹配流程：首先系统会查找设备上是否配置了ACL。

▫如果ACL不存在，则返回ACL匹配结果为：不匹配。

▫如果ACL存在，则查找设备是否配置了ACL规则。

▪如果规则不存在，则返回ACL匹配结果为：不匹配。

▪如果规则存在，则系统会从ACL中编号最小的规则开始查找。

−如果匹配上了permit规则，则停止查找规则，并返回ACL匹配结果为：匹配（允许）。

−如果匹配上了deny规则，则停止查找规则，并返回ACL匹配结果为：匹配（拒绝）。

−如果未匹配上规则，则继续查找下一条规则，以此循环。如果一直查到最后一条规则，报文仍未匹配上，则返回ACL匹配结果为：不匹配。

•从整个ACL匹配流程可以看出，报文与ACL规则匹配后，会产生两种匹配结果：“匹配”和“不匹配”。

▫匹配（命中规则）：指存在ACL，且在ACL中查找到了符合匹配条件的规则。不论匹配的动作是“permit”还是“deny”，都称为“匹配”，而不是只是匹配上permit规则才算“匹配”。

▫不匹配（未命中规则）：指不存在ACL，或ACL中无规则，再或者在ACL中遍历了所有规则都没有找到符合匹配条件的规则。以上三种情况，都叫做“不匹配”。

•匹配原则：一旦命中即停止匹配。

 

ACL的匹配顺序及匹配结果

•配置顺序（config模式）

▫系统按照ACL规则编号从小到大的顺序进行报文匹配，规则编号越小越容易被匹配。

 

•一条ACL可以由多条“deny或permit”语句组成，每一条语句描述一条规则，这些规则可能存在包含关系，也可能有重复或矛盾的地方，因此ACL的匹配顺序是十分重要的。

•华为设备支持两种匹配顺序：自动排序（auto模式）和配置顺序（config模式）。缺省的ACL匹配顺序是config模式。

▫自动排序，是指系统使用“深度优先”的原则，将规则按照精确度从高到低进行排序，并按照精确度从高到低的顺序进行报文匹配。——这个比较复杂，这里就不具体展开了，感兴趣的同学可以课后查看资料。

▫配置顺序，系统按照ACL规则编号从小到大的顺序进行报文匹配，规则编号越小越容易被匹配。——这个就是我们前面提到的匹配顺序。

▪如果后面又添加了一条规则，则这条规则会被加入到相应的位置，报文仍然会按照从小到大的顺序进行匹配。

•匹配结果：（如图所示，以192.168.1.3/24为例）

▫首先理解ACL 2000的含义：

▪rule 1：允许源IP地址为192.168.1.1的报文

▪rule 2：允许源IP地址为192.168.1.2的报文

▪rule 3：拒绝源IP地址为192.168.1.2的报文

▪rule 4：允许其他所有IP地址的报文

ACL的匹配位置

 

入站 (Inbound)及出站 (Outbound)方向

 

基本ACL的基础配置命令

•创建基本ACL

•[Huawei] acl [ number ] acl-number [ match-order config ]

▫acl-number：指定访问控制列表的编号。

▫match-order config：指定ACL规则的匹配顺序，config表示配置顺序。

•[Huawei] acl name acl-name { basic | acl-number } [ match-order config ]

▫acl-name：指定创建的ACL的名称。

▫basic：指定ACL的类型为基本ACL。

•配置基本ACL规则

•[Huawei-acl-basic-2000] rule [ rule-id ] { deny | permit } [ source { source-address source-wildcard | any } | time-range time-name ]

▫rule-id：指定ACL的规则ID。

▫deny：指定拒绝符合条件的报文。

▫permit：指定允许符合条件的报文。

▫source { source-address source-wildcard | any }：指定ACL规则匹配报文的源地址信息。如果不配置，表示报文的任何源地址都匹配。其中：

▪source-address：指定报文的源地址。

▪source-wildcard：指定源地址通配符。

▪any：表示报文的任意源地址。相当于source-address为0.0.0.0或者source-wildcard为255.255.255.255。

▫time-range time-name：指定ACL规则生效的时间段。其中，time-name表示ACL规则生效时间段名称。如果不指定时间段，表示任何时间都生效。