Juniper - Firewall Filter

1.Firewall filter là gì?

Khái niệm firewall là một khái niệm quen thuộc. Khi nói về firewall, người ta thường nghĩ tới các thiết bị có khả năng chặn được các cuộc "tấn công” từ các tác nhân bên ngoài vào một hệ thống mạng. Đối với các hãng sản xuất khác, người ta thường dùng khái niệm Access Control List, còn đối với Juniper thì khái niệm tương tự là Firewall Filter.

Firewall filter được đưa ra dưới dạng một stateless firewall, chủ yếu được sử dụng để kiểm soát thông tin đi ra/vào các thiết bị sử dụng Junos. Ta có thể sử dụng Firewall filter để hạn chế một số thông tin không cần thiết, hoặc cũng có thể dùng để kiểm soát, theo dõi tình trạng bảo mật.

Firewall filter sẽ kiếm soát thông tin bằng cách xem xét các thông số về layer 3, layer 4 trong gói tin. Dựa vào những rules đã được cấu hình vào lưu trong database, sẽ xem xét và áp dụng các hành động thực thi với gói tin.

Có thể tạm so sánh Firewall filter của Junos với ACL của IOS như sau:

2.Cấu tạo của một Firewall filter

Hình ảnh so sánh ACL của IOS và Firewall filter của Junos bên trên cũng đã cho ta một cái nhìn phần nào về firewall filter. Firewall filter có cấu tạo cũng khá giống với routing policy, bao gồm các term, trong term có các vế from để định nghĩa điều kiện lọc, và vế then để áp dụng hành động cho các chủ thể được lọc.

3. Các điều kiện để lọc

Có rất nhiều điều kiện để firewall filter lọc, chủ yếu là các thông số về layer 3 và layer 4 của gói tin.

Firewall filter có thể sử dụng rất nhiều các điều kiện khác nhau cho việc lọc. Tương tự như routing policy, term trong firewall filter cũng sử dụng vế from để định nghĩa các điều kiện lọc:

4.Các hành động xảy ra

Khi một packet đã được firewall filter lọc, nó sẽ cho ra 2 kết quả: ĐÚNG hoặc SAI. Nếu như kết quả ĐÚNG - tức là thành phần của packet khớp với nội dung của vế from- thì packet sẽ phải chấp nhận một hành động được thực thi do firewall filter đưa ra. Hành động này được định nghĩa trong vế then của firewall filter. Nếu như kết quả SAI thì sẽ bỏ qua.

Lưu ý rằng, đối với firewall filter cũng có một hành động mặc định được định nghĩa đó là nếu như không khớp với nội dung của firewall filter thì packet sẽ bị block.

Các hành động mà firewall filter đưa ra được chia làm 3 mục chính:

-Terminating actions:

• -accept
• -reject
• -discard

-Flow control:

• -next term

-Action modifiers:

• -count.log. và syslog
• -forwarding-class và loss-priority
• -Policer

Trong đó, terminating actions sẽ chấm dứt hoạt động lọc packet của firewall filter.Hai hoạt động reject và discard là như nhau, đều loại bỏ packet nhưng với reject thì sẽ gửi một thông điệp ICMP về nơi gửi packet. Còn discard thì sẽ lặng lẽ gạt bỏ packet mà không hề thông báo cho bên gửi.

Flow control sẽ điều khiển hướng đi tiếp theo của packet trong việc lọc. Giá trị next term nói cho firewall filter biết rằng, nếu như packet khớp với vế from thì sẽ đưa packet đến term tiếp theo để lọc.

Action modifier được sử dụng cho Class-of-Service tham khảo.

5.Xây dựng một Firewall filter hoàn chỉnh

Firewall filter được định nghĩa dưới mode [edit firewall]. Junos hỗ trợ đa giao thức nên cần phải lựa chọn các kiểu giao thức phù hợp. Ở đây, ta sẽ xây dựng firewall filter trên nền giao thức IPv4 trong family

IPv4 được Junos đưa vào trong inet family, IPv6 thì được đưa vào trong inet6. Ta sẽ xem xét xây dựng firewall filter tại inet family.

Muốn xây dựng một firewall filter trước hết cần phải hiểu rõ các yêu cầu đề ra. Xây dựng firewall filter cũng tương tự như routing-policy, trong firewall filter cũng bao gồm các term. Term được tạo nên từ 2 vế from và then.

Ví dụ: cấm một subnet truy cập tới một subnet khác.

Với ví dụ trên thì restrict-access là tên của firewall filter. Filter này có một term là term1. Nội dung của term đó là: mọi truy cập từ subnet 10.0.0.0/24 đến subnet 11.0.0.0/24 sẽ bị reject.

6.Sử dụng firewall filter

Sau khi đã xây dựng được một firewall filter thì ta sẽ áp dụng filter này cho router. Mục đích của ta là điều khiển luồng lưu lượng ra vào router nên sẽ áp đặt filter cho các interfaces. Khi áp đặt filter cho các interfaces, ta cần chú ý vào hướng lưu thông ra/vào của packet.

Các input firewall filter sẽ điều khiển luồng traffic đi vào router, output firewall filter sẽ điều khiển luồng traffic đi ra khỏi router.

Ngoài ra, ta cũng có thể áp dụng firewall filter với interface loopback để kiểm soát các traffic đi vào hệ thống.

Như vậy, firewall filter sẽ được áp dụng cho interface.

Với ví dụ trên, ta sẽ áp dụng restrict-access cho interface em1 để lọc luồng packet đi vào (input) router.

[Juniper] Routing Policy and RIP protocol on Junos OS

1.Routing policy là gì?

Routing table là nơi chứa thông tin các routes mà router học được. Quá trình để học các routes của router có thể diễn ra bằng nhiều cách: static, dynamic,... Ngoài ra router còn quảng bá các thông tin định tuyến của nó cho các routers khác. Quá trình learn-to-share này của router nhằm mục đích chính là làm cho toàn bộ router trong hệ thống mạng sẽ có cái nhìn toàn diện và đầy đủ nhất về mạng.

Mỗi giao thức có một cách riêng để xem xét và xử lý thông tin về route. Trong một hệ thống mạng thì không thể chỉ sử dụng một giao thức, mà sẽ sử dụng nhiều giao thức, tùy thuộc vào yêu cầu của công tác quản trị. Do đó, các thông tin đến và đi khỏi router cũng cần phải được lọc, khồn phải lúc nào ta cũng dùng những thứ mặc định của giao thức.

Routing policy (RP) điều khiển luồng vận chuyển các thông tin định tuyến đến và đi khỏi routing table. Sử dụng RP ta có thể làm các thao tác accept, reject, modify attributes của các routes:

• -Nhận được từ các dynamic protocol.
• -Được gửi tới các dynamic protocol.
• -Được ghi vào forwarding table.

Với những mục đích trên của các routes thì RP có 2 hướng để áp dụng là export và import. Export được sử dụng để áp dụng cho các route đi ra khỏi routing table. Import được sử dụng để dành cho các hoạt động đi vào routing table.

2.Routing Policy mặc định của các giao thức

Mỗi một giao thức có một RP mặc định. RP mặc định của giao thức là cách mà giao thức đó xử lý thông tin routing khi chưa bị áp dụng RP. RP mặc định của một số giao thức:

Protocol	Import	Export
RIP	chấp nhận tất cả các routes được quảng bá từ neighbor và đưa vào inet.0	Không quảng bá routes ra ngoài.
OSPF	Chấp nhận tất cả các routes được quảng bá	Quảng bá tất cả các routes đã được học bởi OSPF
BGP	Chấp nhận tất cả các BGP routes đang active. Đưa vào inet.0 (IPv4) và đưa vào inet6.0 (IPv6)	Quảng bá mọi BGP routes đang active

3.Xây dựng Routing Policy

Trước hết ta sẽ tìm hiểu thành phần của RP. Một RP chứa một hoặc nhiều term. Term là các mệnh đề được xây dựng để lọc các giá trị điều kiện, sử dụng kết quả lọc này để áp dụng các hành đối xảy ra với đối tượng.

Mệnh đề term gồm 2 vế chính. Vế đưa ra điều kiện để so sánh là from, vế đưa ra các hành động cho đối tượng là then.

Đối với một RP có nhiều term thì các term sẽ được xử lý theo thứ tự từ trên xuống. Nên lưu ý thứ tự sắp xếp các term đề việc lọc được đúng.

3.1.Các điều kiện để lọc – Match conditions

Trong term thì vế from sẽ đưa ra các tình huống để so sánh. Các thông tin định tuyến sẽ được lọc với điều kiện này. Các điều kiện này thường liên quan đến:

• -Prefix ( route-filter hoặc prefix-list)
• -Protocol (OSPF, BGP, static, RIP...)
• -Các thuộc tính của protocol: OSPF area ID, AS path, community
• -Next-hop

Nếu không có vế from thì tất cả các routes sẽ được lọc.  

• +Prefix-list là một list các prefix được cấu hình trong mode [edit policy-options]. Có thể được sử dụng bởi firewall filters và routing policy terms. Ví dụ:

[edit policy-options]

user@router# show

prefix-list rfc1918 { <-- định nghĩa một prefix-list tên là rfc1918

10.0.0.0/8;

172.16.0.0/12; <-- các prefix trong list

192.168.0.0/16;

}

• +Route filter lọc các routes bên trong một polic. TRong một term có thể sử dụng nhiều route-filter. Route-filter không thể tái sử dụng hoặc một thành phần bên ngoài sử dụng như prefix-list.

Ví dụ sử dụng prefix-list ở trên với vế from:

policy-statement policy-1 {

from {

prefix-list rfc1918; <-- điều kiện lọc

}

then reject; <-- hành động áp dụng với các routes khớp điều kiện trên

Các điều kiện có thể được sử dụng sau mệnh đề from:

[edit policy-options]
user@Junos# set policy-statement new-policy from ?
Possible completions:
  aggregate-contributor  Match more specifics of an aggregate
+ apply-groups         Groups from which to inherit configuration data
+ apply-groups-except  Don't inherit configuration data from these groups
  area                 OSPF area identifier
+ as-path              Name of AS path regular expression (BGP only)
+ as-path-group        Name of AS path group (BGP only)
  color                Color (preference) value
  color2               Color (preference) value 2
+ community            BGP community
+ condition            Condition to match on
> external             External route
  family               
  instance             Routing protocol instance
+ interface            Interface name or address
  level                IS-IS level
  local-preference     Local preference associated with a route
  metric               Metric value
  metric2              Metric value 2
  metric3              Metric value 3
  metric4              Metric value 4
> multicast-scope      Multicast scope to match
+ neighbor             Neighboring router
+ next-hop             Next-hop router  
  next-hop-type        Next-hop type
  origin               BGP origin attribute
+ policy               Name of policy to evaluate
  preference           Preference value
  preference2          Preference value 2
> prefix-list          List of prefix-lists of routes to match
> prefix-list-filter   List of prefix-list-filters to match
+ protocol             Protocol from which route was learned
  rib                  Routing table
> route-filter         List of routes to match
  route-type           Route type
> source-address-filter  List of source addresses to match
  state                Route state
+ tag                  Tag string
  tag2                 Tag string 2

3.2.Các hành động áp dụng

Một số hành động được áp dụng:

• -Các hành động kết thúc policy: accept, reject
• -Các hành động kiểm soát hướng: next term, nex policy
• -Các hành động chỉnh sửa thuộc tính: community (dành cho BGP), preference

3.3.Xây dựng Routing Policy

Để có được một RP hoàn chỉnh cần thực hiện 2 bước chính:

• -Xây dựng RP theo yêu cầu
• -Áp dụng RP (import hay export) phụ thuộc vào từng level

RP được cấu hình dưới mode [edit policy-options]:

Ví dụ:

Xây dựng RP với các term

[edit policy-options]

user@router# show

policy-statement my-policy { <-- định nghĩa policy tên là my-policy

term accept-local-route {

from {

protocol direct;  <-- điều kiện là match các route directly connected và interface ge-0/0/0

interface ge-0/0/0;

}

then accept;

}

term accept-some-static-routes {

from {

protocol static;

route-filter 172.18.1.0/24 exact; <-- chỉ lọc đúng 172.18.1.0/24

route-filter 172.18.2.0/24 exact;

}

then accept;

}

term accept-rip-routes {

from protocol rip;

then accept;

}

}

Áp dụng RP vào giao thức OSPF

[edit protocols ospf]

user@router# show

export my-policy; <-- export policy

area 0.0.0.0 {

interface ge-0/0/1.0;

interface ge-0/0/2.0;

interface ge-0/0/3.0 {

passive;

}

interface lo0.0;

}

4.Xây dựng một Routing Policy hoàn chỉnh

Sau khi đã nắm được các khái niệm trong RP, ta sẽ đi làm một ví dụ cụ thể về RP. Sử dụng giao thức RIP để minh họa.

Như đã nêu ở trên, mặc định thì RIP sẽ không quảng bá bất cứ route nào của nó tới neighbor. Ta sẽ phân tích từng thành phần trong RP này. Yêu cầu là đã cấu hình bật chức năng RIP trên từng router.

Trước hết cần xác định xem mục đích của RP này là gì. Giả sử ta sẽ đặt tên của Policy này là rip-policy.

Policy này sẽ áp dụng lọc các route do giao thức RIP đưa ra đồng thời quảng bá các connected routes. Như vậy điều kiện để lọc ở đây là dựa trên mặt giao thức, cụ thể là RIP. Ta sẽ xây dựng vế from như sau:

from protocol rip direct

mục đích là sẽ đồng ý để RIP quảng bá các route ra ngoài, mệnh đề then sẽ là accept

then accept

Như vậy, rip-policy sẽ có nội dung:

Lưu ý rằng dấu [] là để chỉ phép toán OR. [a b] hoặc a hoặc b hoặc cả a và b.

 Sau khi đã xây dựng rip-policy, ta sẽ áp dụng policy này. Ở đây sẽ áp dụng cho giao thức RIP.

 Như vậy, policy này sẽ nói cho giao thức RIP biết rằng: "mọi routes học được từ RIP và các connected routes sẽ được quảng bá (export) ra ngoài”.

[Juniper] Video configuring OSPF on Junos OS

1.Single-area (backbone area)

2.Multiarea

Open Shortest Path First – OSPF

1.Introduction to OSPF

OSPF is an IGP that routes packets within a single AS or domain.

OSPF is a link-state routing protocol and uses link-state advertisements (LSAs) to describe about network topology. Each router gerenates LSAs describe about the network it sees and floods the LSAs throughout the network. At the end, each router has a link-state database (LSDB) that describes about the same topology.

Once the router complete knows the network topology, it runs the SPF (based on Djiktra algorithm) calculation to determine the shortest path to each destination. The calculation results a pair of destination/next-hop that are placed into routing table. This calculation is performed independently on each router.

OSPF runs directly over IP, using IP protocol port 89. It does not use a transport layer protocol such as TCP or UDP.

Each router has a router ID that distinguishes a router with the rest. This router ID is unique. Router ID is a 32-bit number written in dotted decimal notation that looks like IP address. Router ID is typically a lo0 address.

OSPF devides each AS into one or more segments called areas. Each area is a set of networks and hosts that are administrative grouped together.

To exchange information between areas, OSPF uses area border routers (ABRs) which are connected to two or more areas.

ABRs run a separate SPF calculation and maintain a separate link-state database for each area to which they connected. ABRs summarize link-state information from one area before passing to the next, which increase the overall stability for network.

On each multiaccess network, OSPF elects a designated router (DR) that establishes the adjacencies with all router in network. DR election based on the priority which is a number between 0 and 255. DR is a router with the highest priority number. If two routers with equally priority number, the one with lower router ID is selected. It also has a backup designated router (BDR).

OSPF defines some types of area. The core of an OSPF network is the backbone area, which is area 0 (0.0.0.0). All the ABRs attached to area 0.

2.Terminologies

2.1.Link state advertisements – LSAs

Each router maintains a database called link-state database (LSDB), containing the lastest received LSAs. A separate LSDB is maintained for each area connected to the router.

2.1.1. LSA operation

Each LSA is numbered with a sequence number and a timer is run to age out old LSAs. By default, it is 30 minutes.

When a LSA received, it is compared with LSDB. If it is new, it is added to the LSDB and SPF algorithm is run.

If it is from a router ID that is already in the database. The sequence number is compared and older LSAs are discarded. If it is a new LSA, it is incorporated into LSDB and SPF algorithm in run. If it is an older LSA, the newer LSA will be sent back to the one which sent the old LSA.

OSPF sequence number is 32 bits. This sequence number is changed whenever:

-LSA changes because a route is added or deleted

-The LSA ages out. (LSA updates are flooded every 30 minutes, even if nothing happens)

2.1.2. LSA types

OSPF uses different types of LSAs to advertise different types of routes, such as external or internal routing domain.

 2.2.OSPF Operation

OSPF uses several differents type of packets to establishe neighboring and maintains the routing information.

2.2.1.OSPF packets

OSPF uses 5 packet types. It does not use TCP or UDP for transmitting. It runs directly over IP port 89 using an IP header. 5 packet types:

-Hello: identifies neighbors and serves as a keepalive

-Link State request (LSR): request for a Link state update (LSU). Contains the type of LSU request and the ID of router requesting it.

-Database Description (DBD): A summary of LSDB, including RID and sequence of LSA in the LSDB

-Link state update (LSU) : contains a full LSA entry. An LSA includes topology information. One LSU can contain multiple LSAs.

-Link state acknowledgement (LSAck) : Acknowledges all the OSPF packets (except Hellos).

OSPF traffic is multicass to either of two addresses: 224.0.0.5 for all OSPF routers and 224.0.0.6 for OSPF Drs.

2.2.2.OSPF Neighbor relationships

OSPF routers send periodic multicast packet to introduce themselves to other router on link. They become neighbors when they see their own router ID number included in the neighbor field of the Hello from another router. And two routers must be in a same subnet for a neighbor relationship to be performed.

Certain parameters in Hello packet must match for two routers to become neighbors. They include:

-Hello/dead timers

-Area ID

-Authentication type and password (if set)

-stub area flag

OSPF routers can be neighbors without being adjacent. Only adjacent neighbors exchange routing updates and synchronize their databases. On a point-to-point network, the adjacent is established directly when they can communicate. On multiaccess link, OSPF routers establishe adjacent with DR and BDR

Hello also serves as keepalives. A neighbor is considered lost if no Hello packets received within four Hello periods (dead timer). The default Hello/dead timers:

-10 seconds/40 seconds for LAN and point-to-point interfaces

-30 seconds/120 seconds for nonbroadcast multiaccess interfaces.

2.2.3.Establishing neighbors and exchanging routes

The process to establishe the neighbors and route exchange between two routers:

Step1: Down state: OSPF process not yet started, no Hellos sent

Step2: Init state: router sends Hello packets out all OSPF interfaces

Step3: Two-way state: routers receive Hellos from another router that contains its own router ID in neighbor list. All other required elements match, so routers can become neighbors.

When step3 ends, the neighbors are established. The following steps below refer to the exchanging routes.

Step4: Exstart state: If router become adjacent (exchang routes), they determines which one starts the exchange process. In this case, which router with higher router ID will start the process.

Step5: Exchange state: routers exchange the DBDs that describe the local databases.

Step6: Loading state: Each router compares the DBD received to the local contents. It then sends the LSR for missing or outdated LSAs. Each LSR will be responded with a LSU. Each LSU is acknowledged.

Step7: Full state: the LSDB has been synchronized with the adjacent neighbor.

3.Configuring OSPF

3.1. Backbone/single area (area 0)

In this section, I will introduce how to configure OSPF in single-area (area 0). 

Using this topology to illustrate:

Configurations:

=====

R1:

=====

cuong@Jun1# show protocols

ospf {

area 0.0.0.0 {

interface lo0.0;

interface em1.0;

interface em2.0;

}

}

[edit]

==

R2

==

cuong@Jun2# show protocols

ospf {

area 0.0.0.0 {

interface lo0.0;

interface em1.0;

interface em2.0;

}

}

==

R3

==

cuong@Jun3# show protocols

ospf {

area 0.0.0.0 {

interface lo0.0;

interface em1.0;

interface em2.0;

}

}

Using “show ospf route” to determine the ospf routes

cuong@Jun1> show ospf route

Topology default Route Table:

Prefix Path Route NH Metric NextHop Nexthop

Type Type Type Interface Address/LSP

192.168.2.1 Intra Router IP 1 em1.0 10.0.0.6

192.168.3.1 Intra Router IP 1 em2.0 11.0.0.6

10.0.0.0/24 Intra Network IP 1 em1.0

11.0.0.0/24 Intra Network IP 1 em2.0

12.0.0.0/24 Intra Network IP 2 em1.0 10.0.0.6

em2.0 11.0.0.6

192.168.1.0/24 Intra Network IP 0 lo0.0

192.168.1.1/32 Intra Network IP 0 lo0.0

192.168.2.0/24 Intra Network IP 1 em1.0 10.0.0.6

192.168.2.1/32 Intra Network IP 1 em1.0 10.0.0.6

192.168.3.0/24 Intra Network IP 1 em2.0 11.0.0.6

192.168.3.1/32 Intra Network IP 1 em2.0 11.0.0.6

To determine which routes that router has learned from OSPF, check the unicast routing table:

cuong@Jun1> show route protocol ospf table inet.0

inet.0: 14 destinations, 14 routes (14 active, 0 holddown, 0 hidden)

+ = Active Route, - = Last Active, * = Both

12.0.0.0/24 *[OSPF/10] 00:21:54, metric 2

> to 10.0.0.6 via em1.0

to 11.0.0.6 via em2.0

192.168.2.0/24 *[OSPF/10] 00:22:46, metric 1

> to 10.0.0.6 via em1.0

192.168.2.1/32 *[OSPF/10] 00:22:46, metric 1

> to 10.0.0.6 via em1.0

192.168.3.0/24 *[OSPF/10] 00:21:54, metric 1

> to 11.0.0.6 via em2.0

192.168.3.1/32 *[OSPF/10] 00:21:54, metric 1

> to 11.0.0.6 via em2.0

224.0.0.5/32 *[OSPF/10] 00:50:42, metric 1

MultiRecv

3.2.Configuring authentication

Authentication is required if you want to prevent the spoofing in neighbor establish process.

==

R1

==

[edit]

cuong@Jun1# show protocols ospf area 0.0.0.0

interface lo0.0;

interface em1.0 {

authentication {

md5 1 key "$9$H.fz9A0hSe36SevW-dk.P"; ## SECRET-DATA

}

}

interface em2.0 {

authentication {

md5 1 key "$9$H.fz9A0hSe36SevW-dk.P"; ## SECRET-DATA

}

}

==

R2

==

[edit protocols ospf area 0.0.0.0]

cuong@Jun2# show

interface lo0.0;

interface em1.0 {

authentication {

md5 1 key "$9$xnD-b2ZUH5Qn4aQn/CB17-V"; ## SECRET-DATA

}

}

interface em2.0 {

authentication {

md5 1 key "$9$oJZDk5Qnp0I.P0IEcvMaZU"; ## SECRET-DATA

}

}

==

R3

==

[edit protocols ospf area 0.0.0.0]

cuong@Jun3# show

interface lo0.0;

interface em1.0 {

authentication {

md5 1 key "$9$hD7yeWNdsJGiLxGik.zFcyl"; ## SECRET-DATA

}

}

interface em2.0 {

authentication {

md5 1 key "$9$rNkKWxbs4Di.Ndi.P56/lKM"; ## SECRET-DATA

}

}