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获取来源IP地址的正确姿势

*本文原创作者:戒贤 

背景

笔者从去年6月份开始研究IP地址,陆续踩了很多很多坑,也结识了一大批同行业的前辈。

我能说我是这个圈子里年龄最小的么…..我一直在承受我这个年纪不该有的智慧和经历。

关于IP地址的研究,此前我写过一个完整的系列,先后被未央网、雷锋网和先知社区转载。如果你想看的话,可以戳这里:反欺诈专栏

我们首次建模完成之后,迫不及待地让同事帮忙把数据提取出来,进行人工审核评估,却发现结果中有很多很多保留IP,心里哇凉哇凉的。每次和客户对接,我都花很长的时间跟对方的技术人员解释如何正确地获取来源IP地址,但是每家公司的情况都有所差别,没有一个标准方法。也有一些公司,由于相关的代码已经存在了很久,没有人维护,而业务系统的架构已经变更了多次,原有的代码,获取出来的IP都是错的。

想象一下,每天都有人在问你:127.0.0.1这个IP是啥?这个IP怎么发了那么多请求?这是不是个基站?还是服务器IP?难不成是代理?还是我们被攻击了?诶你说话啊?

关于保留IP

下面是从维基百科上摘录的保留IP地址段,共计16个(最后两个段一般会合并,也可以认为是15个)。

原文地址:https://en.wikipedia.org/wiki/Reserved_IP_addresses

保留地址段 地址起始 IP地址数量 用途
0.0.0.0/8 0.0.0.0 – 0.255.255.255 16,777,216 软件
10.0.0.0/8 10.0.0.0 – 10.255.255.255 16,777,216 内网
100.64.0.0/10 100.64.0.0 – 100.127.255.255 4,194,304 内网
127.0.0.0/8 127.0.0.0 – 127.255.255.255 16,777,216 主机(本机)
169.254.0.0/16 169.254.0.0 – 169.254.255.255 65,536 本地子网(DHCP Failed)
172.16.0.0/12 172.16.0.0 – 172.31.255.255 1,048,576 内网
192.0.0.0/24 192.0.0.0 – 192.0.0.255 256 内网
192.0.2.0/24 192.0.2.0 – 192.0.2.255 256 “TEST-NET”
192.88.99.0/24 192.88.99.0 – 192.88.99.255 256 6to4 anycast
192.168.0.0/16 192.168.0.0 – 192.168.255.255 65,536 内网
198.18.0.0/15 198.18.0.0 – 198.19.255.255 131,072 内网
198.51.100.0/24 198.51.100.0 – 198.51.100.255 256 “TEST-NET-2″
203.0.113.0/24 203.0.113.0 – 203.0.113.255 256 “TEST-NET-3″
224.0.0.0/4 224.0.0.0 – 239.255.255.255 268,435,455 预留
240.0.0.0/4 240.0.0.0 – 255.255.255.254 268,435,455 预留
255.255.255.255/32 255.255.255.255 1 广播

我经常拿这个问题去刁难人,能说出三个段的人,至少是具备网络基础知识的,说出5个以上的,一般我会请他喝酒。

连保留IP是啥都不知道的,我就得尝试用另外一种方式去跟他解释这个问题了。

保留IP可以说是TCP/IP协议的约定吧,每一个段都有相应的使用说明,都有与之对应的RFC文档。

比如,中国境内,移动设备在 4G 环境下获取到的内网IP,一般是 10.0.0.0/8 或者 100.64.0.0/10 的。

非物理隔离的网络系统,一般会是用 192.168.0.0/16,172.16.0.0/12,10.0.0.0/8 内划分内网地址,比较常见。

据@高春辉说,除了这些之外,还有一些很小的保留 IP 段,如果不详细去看完整的 whois 数据,可能都不会发现。

聊聊XFF

X-Forwarded-For(XFF)是用来识别通过HTTP代理或负载均衡方式连接到Web服务器的客户端最原始的IP地址的HTTP请求头字段。 Squid缓存代理服务器的开发人员最早引入了这一HTTP头字段,并由IETF在HTTP头字段标准化草案中正式提出。

XFF的工作机制是,每经过一层代理,由代理服务器,把tcp报文中的Source IP,添加到XFF的末尾,多个IP以逗号分隔。这里说的代理是广义的,包括负载均衡(比如阿里云SLB),反向代理(比如Nginx),缓存服务器(比如Squid)。

一方面,XFF提供了向后端业务系统传递用户IP的机制,后端业务系统,可以通过XFF感知到访问者的真实IP。

另一方面,XFF非常易于伪造。很多浏览器插件,可以随机填充XFF字段,如果没有一套正确的机制来处理XFF字段,而盲目地提取XFF中第一个IP作为访问者的IP,就一定会出问题。

前面提到了,来源IP是保留IP的情况,其实大多数是由于业务系统直接以TCP报文中的remote address作为来源IP使用了。而这个IP,一般是企业自己的反向代理服务器。

除此之外,XFF伪造的过程中,IP地址是随机生成的,可能会出线保留IP,非法IP,有少数情况可能会出现“未启用IP”,也就是说这个IP已经分配给特定的运营商,但是运营商还没有添加这个IP的路由,这个IP无法被外界访问,也不会访问任何人。

这些IP是动态变化的,据老高说,只有分析BGP数据的时候,才能看到哪些IP是没有被启用的。

业务系统获取来源IP的正确姿势

下面是一个简单的示意图,简单地把整个访问链路划分成可信区域和不可信区域。

可信区域,就是平台自己,或者友商建立的系统,可以保证从这些系统中获取并传递的数据是真实的、可信的。

获取来源IP的正确方式,是提取并记录本次请求首次进入可信区域时的remote address。不论这个IP是不是代理。

获取来源IP的示意图

XFF伪造的情况其实非常普遍,也陆续地出现了一些替代方案,我司目前使用的,是设置一个专用的字段来传递这个IP,不会和XFF相覆盖。

此外,某些CDN服务商,会有自己定制化的Header字段,情况比较多,建议结合具体的情况来决定如何获取用户的来源IP。

比如,之前遇到一个客户,使用了阿里云的SLB负载均衡,SLB会给每一个请求都加上X-Forwarded-For字段,他们自己的反向代理又加一次。那么其实只要获取XFF中倒数第三个IP,作为来源IP即可。

一种参考方式如下:

在反向代理(Nginx)上配置,增加Real-IP字段:

location /{ ... proxy_set_header Real-IP $remote_addr; ...}

业务系统中,获取来源IP的代码如下(Java示例):

@SuppressWarnings("unchecked") 
public static ClientIps getClientIpAddr(HttpServletRequest request) {
    // 获取真实ip
    String ip = request.getHeader("real-ip");
    if (StringUtils.isBlank(ip) || ("unknown".equalsIgnoreCase(ip.trim()))) {
        ip = request.getHeader("remote-host");
    }
    if (StringUtils.isBlank(ip) || ("unknown".equalsIgnoreCase(ip.trim()))) {
        ip = request.getRemoteAddr();
    }
    ClientIps clientIps = new ClientIps();
    clientIps.setTrueIp(StringUtils.trimToEmpty(ip));
    // 获取代理ip
    ip = request.getHeader("x-forwarded-for");
    StringBuilder proxyIps = new StringBuilder();

    if (StringUtils.isNotBlank(ip) && (StringUtils.contains(ip, ","))) {
        String temp = StringUtils.substringBeforeLast(ip, ",");
        if (StringUtils.isNotBlank(temp)) {
            proxyIps.append("x-forwarded-for:");
            proxyIps.append(temp);
            proxyIps.append("\n");
        }
    }

这个问题实在是简单到爆炸,懂技术的同学看到,肯定会喷我,居然写这种没水平的文章。

但是呢,作为一个数据分析师,看着每天系统里辣么多保留IP,非法IP传进来,真的很憋屈。体谅下咯~

而且,每每看别人说攻击溯源….我满脑子想的都是:你连获取到的IP是不是真的你都不知道,你在追溯个啥?

By the way,欢迎有兴趣深入研究IP地址的童鞋一起交流,没准能带你跟老高一块儿喝羊汤。

*本文原创作者:戒贤 

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