诡秘的"端口安全"功能 端口安全原理

　　我们经常听说“端口安全”功能是如何强大，应用如何灵活，但我们很少人系统地对“端口安全”功能有一个比较系统的了解。Cisco IOS交换机中的端口安全(Port security)功能可以使你限制在端口上使用的MAC地址(称之为“安全MAC地址”)，或者MAC地址范围，或者最大安全地址数，以实现阻止未授权MAC地址的用户访问，当然它的应用方式很灵活。本篇仅介绍其基本简介，详细的介绍参见《Cisco/H3C交换机高级醘与管理技术手册》一书。

　　【说明】以下内容摘自笔者编著的，新市的《Cisco/H3C交换机高级配置与管理技术手册》一书。其姊妹篇《Cisco/H3C交换机配置与管理完全手册》(第二版)(目前当当网和卓越网上最低为震撼的63折)实际时间仅用了三个多月就已实现重印，感谢各位的大力支持!!

　　15.3.1 端口安全功能简介

　　Cisco IOS交换机的端口安全功能允许你通过配置静态安全MAC地址实现仅允许固定设备连接，也允许你在一个端口上配置一个最大的安全MAC地址数，仅允许在此数之前识别到的设备连接在该端口上。当超过了所设置的最大安全端口数，将触发一个安全违例事件，在端口上配置的一个基于违例行为模式的违例行为将被执行。如果你在某个端口上配置的最大安全MAC地址数为1，则设备上的该安全端口仅允许与固定设备连接。如果一个安全MAC地址在一个端口上进行了安全绑定，则这个MAC地址不能进入该端口加入的VLAN以外的任何其他端口，否则包将在硬件层被悄悄地丢弃。

　　1. 端口安全功能支持的安全MAC地址类型

　　Cisco IOS交换机端口安全功能支持以下几种安全MAC地址类型：

　　l 动态或者学习类型：动态安全MAC地址是在接收到连接在安全端口上主机发来的包时学习到的。在用户的MAC地址不固定时(如网络用户使用的经常移动的便携式电脑，如笔记本电脑)，你可以使用此种类型。

　　l 静态或配置类型：静态安全MAC地址是用户通过CLI或者SNMP配置的MAC地址。在你的MAC地址保持固定时(如用户使用的是PC机)，可以使用这种类型。

　　l 粘性(Sticky)类型：粘性安全MAC地址也是像动态安全MAC地址一样，是通过学习得到的，但是它是交换机重启后仍然有效，又有点像静态安全MAC地址那样。在存在大量固定MAC地址，而且你又不想手动配置这些安全MAC地址时，就可以使用这种类型。

　　如果一个端口已达到了它最大的安全MAC地址数，而你又想配置一个静态安全MAC地址，此时会被拒绝的，并显示一个错误提示。如果一个端口已达到了它最大的安全MAC地址数，而又添加了一个新的动态安全MAC地址，则会触发一个违例行为。

　　你可以使用clear port-security命令清除动态安全MAC地址，你可以使用no switchport port-security mac-address命令一次性清除粘性和静态安全MAC地址。

　　2. 安全MAC地址的最大数

　　一个安全端口默认有一个安全MAC地址。你可以改变这个默认值在1~3000之间。当你在一个端口上设置最大安全MAC数后，你可以以下任一方式在地址表中包括这些安全MAC地址：

　　l 你可以使用switchport port-security mac-address mac_address接口配置模式命令配置安全MAC地址。

　　l 你可以通过port-security mac-address VLAN范围配置命令在中继端口上一个范围VLAN中配置所有安全MAC地址。

　　l 你可以允许端口用所连接设备的MAC地址动态配置安全MAC地址。

　　l 你可以静态配置一些安全MAC地址，而允许其余的安全MAC地址动态配置(如果端口链路关闭，则该端口上所有动态安全MAC地址将不再是安全的)。

　　l 你可以MAC地址为粘性的(sticky)。这些安全MAC地址可以动态学习，也可以手动配置，然后保存在MAC地址表中，并添加到运行配置文件中。然后这些地址会保存在交换机的启动配置文件中，在交换机重启后，接口不用再重新学习。虽然你可以手动配置粘性安全MAC地址，但这种做法是不建议的。

　　【经验之谈】在一个中继端口上，最大的安全MAC地址数可以基于端口和基于端口VLAN来配置。端口上配置的最大安全MAC地址数可以大于或等于(不能小于)端口VLAN上配置的最大安全MAC地址数。如果端口上配置的最大安全MAC地址数小于端口VLAN上配置的最大安全MAC地址数(例如VLAN 10上设置的最大安全MAC地址为3，而端口的最大安全MAC地址数采用默认的1)，则在端口VLAN上的安全MAC地址数超过端口上设置的最大安全MAC地址数时，端口就将被关闭。

　　3.安全MAC地址老化

　　在接收超过3000个MAC地址时，你可能想要老化安全MAC地址，以便对一些长时间没有连接的安全MAC地址从MAC地址表中除去。但是粘性(sticky)安全MAC地址不支持老化过程。

　　默认情况下，端口安全不会对安全地址进行老化的，学习到后，这个MAC地址将一直在端口上保留，直到交换机重启或才链路断开(当然这是在没有启用粘性MAC地址功能时)。端口安全允许你基于绝对(absolute)或者静止(inactivity)模式配置MAC地址老化和老化时间。绝对模式的老化周期是n~n+1分钟之间;静止模式的老化周期是在n+1~n+2分钟之间(时间增量为1分钟)。

　　使用安全MAC地址老化功能可以还没达到端口上配置的最大安全MAC地址数之前，在安全端口上删除和添加PC，无需手动删除现有的安全MAC地址。

　　除非明确地使用switchport port-security aging static命令静态配置MAC地址老化时间，静态安全MAC地址是不会进行老化进程的，即使在在该端口上配置了老化进程。

　　4.端口上的粘性MAC地址

　　通过启用粘性端口安全功能，你可以配置一个接口去转换动态MAC地址为粘性安全MAC地址，并添加他们到交换机的运行配置文件中。在你不需要用户移动到其他端口时，你可以使用这种功能，这样你就无需要在每个端口上手动配置大量的安全MAC地址。

　　要启用粘性端口安全功能，可键入switchport port-security mac-address sticky接口配置模式命令。此时，接口将转换所有动态安全MAC地址为粘性安全MAC地址，包括在启用粘性安全MAC地址功能前动态学习到的所有MAC地址。

　　粘性安全MAC地址不会自动成为交换机启动配置文件的一部分，如果你保存了运行配置文件，则在交换机重启后，接口也不用再重新学习MAC地址了，但是如果你不保存运行配置文件，则以前自动转换的粘性安全MAC地址表将丢失。

　　如果禁止粘性端口安全功能，则粘性安全MAC地址将自动转换为动态安全MAC地址，并自动从交换机的运行配置文件中删除。在配置了最大安全MAC地址数后，这些粘性安全MAC地址将以表的形式存储。要使某设备成为某端口唯一的连接者，则可以在该端口上配置最大的安全MAC地址数为1。如果添加到某端口的安全MAC地址数超过配置的最大安全MAC地址数将发生违例事件。

　　5. 违例行为模式

　　你可以配置发生违例事件后所采取的行为模式：

　　l 保护(protect)：当安全MAC地址数超过端口上配置的最大安全MAC地址数时，未知源MAC地址的包将被丢弃，直到MAC地址表中的安全MAC地址数降到所配置的最大安全MAC地址数以内，或者增加最大安全MAC地址数。而且这种行为没有安全违例行为发生通知。建议不要在中继端口上配置保护行为，因为在中继端口上某个VLAN达到该VLAN中所配置的最大安全MAC地址数时端口将被禁止，即使端口上的安全MAC地址数并未达到端口上配置的最大安全MAC地址数。

　　l 限制(Restrict)：与前面的保护模式差不多，也是在安全MAC地址数达到端口上配置的最大安全MAC地址数时，未知源MAC地址的包将被丢弃，直到MAC地址表中的安全MAC地址数降到所配置的最大安全MAC地址数以内，或者增加最大安全MAC地址数。但这种行为模式会有一个SNMP捕获消息发送，并记录系统日志，违例计数器增加1。SNMP捕获通知发送的频率可以通过snmp-server enable traps port-security trap-rate命令来控制，默认值为0，表示在发生任何安全违例事件时发送SNMP捕获通知。