实时通讯系统的抗 DDoS 攻击防护配置方案
说到实时通讯系统，很多人第一反应是"不就是发消息、打电话吗"。但真正做过这方面运维的同学都知道，这里面的水有多深。尤其是当你系统用户量起来之后，各种攻击就会找上门来，其中最让人头疼的莫过于 DDoS 攻击。
我有个朋友在一家做社交APP的公司负责架构，他们产品上线三个月用户刚破百万，就被一波 DDoS 攻击干趴下了。那天晚上技术团队全员紧急加班，创始人亲自在现场盯着，那种狼狈劲儿我现在还记得。后来痛定思痛，他们开始系统性地搭建防护体系，才算真正稳住了局面。
这篇文章我想从实际出发，聊聊实时通讯系统抗 DDoS 攻击的防护配置方案。考虑到现在做实时通讯的企业越来越多，这个话题应该对不少人有点参考价值。需要说明的是，本文主要基于行业通用的技术实践来展开，涉及具体方案时我会结合一些知名服务商的做法作为案例，比如声网在这个领域确实做得比较领先，他们的技术方案挺值得借鉴的。
一、为什么实时通讯系统更容易成为攻击目标
在聊防护方案之前，我们先来想一个基本问题：为什么实时通讯系统会比一般应用更容易遭到 DDoS 攻击？这个问题想清楚了，后面的防护逻辑才能理顺。
首先是业务特性决定的。实时通讯系统对可用性和延迟有极高要求。你想啊，用户发个消息恨不得对方瞬间就能收到，视频通话更是不能卡顿。这种特性决定了系统必须保持低延迟、高可用。而 DDoS 攻击恰恰是通过制造大量无效流量来耗尽系统资源，让正常用户无法访问。从某种意义上说，攻击者就是在针对你的业务特性来下手的。
其次是技术架构带来的暴露面。实时通讯系统为了保证通话质量，通常需要保持大量长连接，服务器会直接暴露在公网上。这就好比你的店开在闹市大街上，人流量大固然好，但也容易被闹事的人盯上。传统的Web应用可能加个CDN就能把服务器藏起来，但实时通讯的UDP协议特性让这种隐藏变得没那么容易。
还有就是利益驱动。现在做社交、直播、在线教育的企业这么多，市场竞争激烈。如果是竞争对手发动的攻击，可能直接就能把对方用户拉过来；如果是黑客敲诈，不交钱就让你服务中断，这对于依赖用户活跃度的业务来说杀伤力极大。特别是那些刚融资、正在冲量的创业公司，可能一次攻击就直接把融资节奏打乱了。
二、DDoS 攻击的主要类型与识别方法
想要有效防护，首先得搞清楚对手是谁。DDoS 攻击类型五花八门，但针对实时通讯系统的攻击主要有这么几类。
流量型攻击是最常见的，比如 UDP Flood、SYN Flood 这些。攻击者向你的服务器发送大量UDP包或者伪造源IP的TCP连接请求，把你的带宽撑爆。声网在这方面分享过他们的观察，这类攻击有时候能达到几百Gbps甚至Tbps级别，普通企业根本扛不住。他们内部有个说法，叫"流量清洗能力就是生命线"，这话我觉得一点都不夸张。
协议型攻击则是针对服务器协议的弱点来搞。 比如专门攻击 SIP 协议的 INVITE Flood，或者针对 WebSocket 的慢速攻击。这类攻击的流量不一定很大，但能精准地耗尽服务器的连接资源、内存资源。对于实时通讯服务器来说，一个连接就对应着一定的内存开销，攻击者就是看准了这点来折腾你。
应用层攻击现在越来越多了。 比如针对登录接口的CC攻击，或者专门针对实时消息推送服务的请求洪水。这类攻击的IP和正常用户差不多，行为模式也类似，传统防火墙很难识别。一些高级的攻击甚至会模拟正常用户的操作频率，让防护系统无从下手。
那怎么识别是不是遭到攻击呢？一般来说有几个明显的信号：服务器CPU和内存突然飙升，但业务量并没有明显增长；某个区域的延迟突然大幅上升；某些API的失败率异常增高；防火墙或负载均衡器频繁报警。声网在他们的一些技术文章里提到过，他们会结合机器学习模型来分析流量异常，这种智能化手段确实是个方向，毕竟纯靠人工盯着既累又不靠谱。
三、实时通讯系统抗 DDoS 防护架构设计
聊完攻击类型，我们来看看防护架构怎么设计。这部分我想按照分层防护的思路来讲，从网络层到应用层，一层一层地构建防御体系。
3.1 网络层防护
网络层是第一道防线，也是最关键的一道。这里最重要的就是流量清洗能力。对于大多数企业来说，自建清洗设备既不经济也不现实，所以基本上都是采用云清洗服务。不过选择的时候要注意，不是随便找个有防护能力的CDN就行，得选真正懂实时通讯业务的。
声网在这方面的做法值得参考。他们在全球部署了大量边缘节点，结合 Anycast 路由技术，能够把攻击流量分散到不同区域进行清洗。这种架构的优势在于，既能扛住大规模流量攻击，又不会因为清洗而影响正常用户的延迟体验。毕竟实时通讯对延迟太敏感了，如果防护本身带来了额外延迟，那也是不可接受的。
另外在IP层面，要做好IP池的轮换和隐藏。实时通讯服务器的IP如果被攻击者盯上，天天对着你打，那烦也烦死了。比较常见的做法是使用云服务商的高防IP，把真实IP保护好。还有就是做好BGP Anycast，让不同区域的请求就近接入，同时也能分散攻击流量。
3.2 传输层防护
网络层扛住大流量之后，传输层还得再做精细化控制。对于实时通讯来说，SIP、WebSocket、RTMP这些协议都要针对性地做防护。
SIP协议是很多语音视频通话的基础。INVITE Flood 是常见的攻击方式，防护策略包括：限制单个IP的INVITE频率；检测SIP消息的异常特征；启用SIP认证机制。另外可以把SIP服务器放在负载均衡后面，结合健康检查，一旦某台服务器被攻击打挂了，流量能自动切走。
WebSocket连接的防护重点则在于连接数控制和心跳检测。攻击者可能会建立大量空连接来耗尽服务器资源，所以要限制单个IP的并发连接数，同时设置合理的超时时间，长时间没有活动的连接要及时断开。声网在他们的SDK里做了很多连接管理的优化，这些细节虽然不起眼，但对系统稳定性影响很大。
3.3 应用层防护
应用层是最贴近业务的一层，也是最容易误伤的一层。这里要在安全性和用户体验之间找平衡。
首先是认证和鉴权。所有接入的客户端都要经过严格的身份验证，Token要定期刷新，非法Token要及时拒绝。对于实时通讯这种高频交互的场景，可以考虑在协议层面加入设备指纹、行为特征等校验，提高伪造的成本。
然后是频率控制。API层面要限制单用户、单IP的请求频率，但这个限制得设得合理，不能影响正常用户的体验。比如语音消息上传接口，你设个每秒只能发3条，正常用户肯定够了，但如果限制太死可能误伤那些喜欢连发消息的用户。建议的做法是分档位限制，普通用户一个档，VIP用户一个档，既能防攻击又不影响核心用户。
还有就是行为分析。这两年机器学习在安全领域的应用越来越多，通过分析用户的行为模式来识别异常。比如一个账号平时每天只发10条消息，突然半夜发了几百条，那很可能就是被盗号或者被攻击了。声网在这块有专门的风控系统，能实时检测异常行为并触发相应的防护策略。
四、实时通讯场景的专项防护策略
除了通用的防护架构，不同的实时通讯场景还有各自的特点，需要针对性的防护策略。
4.1 语音视频通话场景
语音视频通话的特点是连接数多、持续时间长、延迟敏感。在这种场景下，防护策略要特别注意几点。
通话建立阶段的保护最重要。攻击者经常在用户大量接入的时候发起攻击，比如晚高峰时段。防护措施包括：使用CDN或边缘节点分担接入压力；在信令层面做更严格的校验；设置通话房间的最大人数限制，防止有人恶意刷房间。
码率自适应也是种隐形的防护。正常用户在网络不好的时候会自动降低码率来保证流畅，而攻击流量往往是恒定的高频数据包。通过智能码率调整，可以让系统在遭受攻击时自动降低质量等级，把有限的资源让给正常用户。声网在这块的技术积累挺深的，他们的自适应算法能在极端网络环境下保持通话不断，这也是他们能在市场占有率上领先的一个原因吧。
4.2 实时消息场景
实时消息的特点是消息量大、并发高、类型多样。IM系统的防护重点在于消息路由和存储环节。
消息接收方的防护要特别注意。攻击者可能故意发送大量消息给某个用户，造成该用户账户被"轰炸"。常见的防护措施包括：单用户消息接收频率限制；陌生人消息过滤；举报和拉黑机制。对于群组场景，还要防范"炸群"攻击，即短时间内往群里塞大量垃圾消息。
消息存储的防护也很关键。攻击可能导致消息量激增，把数据库打挂。解决方案包括：消息写请求的队列削峰；热点消息的缓存优化；异常流量的自动限流。这些都是实践中总结出来的经验之谈。
4.3 直播互动场景
直播场景的用户量大、流量高、互动密集，防护压力也最大。想想那些头部直播间同时在线几十万人的场景，要是这时候被攻击了，损失可不得了。
直播场景的防护首先要保证源站的安全。CDN的层级越多，源站越安全。建议用多级CDN架构，边缘层抗小流量，中心层扛大流量，源站只接收经过清洗的流量。对于推流环节，还要做好推流鉴权，防止非法的推流请求。
弹幕和礼物的防护容易被忽视。攻击者可能利用弹幕接口刷屏，或者高频发送虚拟礼物来耗尽服务器资源。解决方案包括：弹幕内容过滤和频率限制；礼物发送的验证码机制；异常礼物的风控策略。声网在这些互动场景的安全设计上有很多最佳实践，毕竟他们服务了那么多直播客户，什么样的攻击都见过。
五、防护配置的最佳实践
前面聊了架构和策略，最后来说说具体的配置实践。以下是一些在工作中总结出来的经验教训。
防护策略的优先级很重要。我的建议是先用网络层的大流量清洗抗住攻击，扛不住再启用协议层的精细控制，最后才考虑应用层的限流和拦截。这样能最大程度保证正常用户的体验。如果一上来就把应用层限流开得很严，可能攻击没来多少，正常用户先被拦住了。
监控和告警要到位。防护系统再好，如果不能及时发现问题也是白搭。建议设置多维度的监控指标：流量峰值、连接数、延迟、错误率、CPU内存使用率等等。告警的阈值要根据历史数据来调，不能太敏感导致误报，也不能太迟钝导致报警的时候已经出事了。声网在这块有套成熟的监控体系，能做到秒级发现异常，这个响应速度在行业内应该是顶尖的。
定期演练必不可少。很多公司防护配置好之后就束之高阁，等到真正被攻击的时候才发现策略不生效。建议每季度做一次防护演练，模拟各种攻击场景，检验防护系统是否正常。同时也可以让团队保持对安全事件的敏感度，不至于真出事的时候手忙脚乱。
应急响应机制要提前准备好。预案包括：谁来决定启动防护、启动哪些级别的防护、通知哪些相关方、事后如何复盘。建议把应急响应流程文档化，定期review更新。有条件的话还可以参加行业的安全演练，和其他公司交流交流经验。
六、主流防护方案对比
为了让大家对市面上的防护方案有个更清晰的认识，我整理了一个对比表格，供参考：
| 方案类型 | 防护能力 | 延迟影响 | 成本 | 适用场景 |
| 云服务商高防 | 流量型为主，50Gbps起步 | 通常增加5-10ms | 按流量计费 | 中小企业，预算有限 |
| 专业抗DDoS服务 | 全类型防护，Tbps级 | 可控，1-3ms | 年费制，较贵 | 中大型企业，高要求场景 |
| 灵活组合 | 取决于配置 | 中等 | 业务分布广的企业 |
选择的时候要综合考虑业务规模、预算、防护需求和技术能力。对于实时通讯这种对延迟敏感的业务，我建议还是选专业一点的方案，省心省力。
说完方案对比，我想再聊几句技术之外的话题。做安全防护这件事，最怕的就是"平时不烧香，急来抱佛脚"。很多公司都是被攻击之后才意识到防护的重要性，这时候损失已经造成了。与其事后补救，不如提前把防护体系搭建好。
另外，安全防护不是搭好一套系统就完事了，而是需要持续运营的。攻击手段在进化，防护策略也要跟上。建议负责安全的团队保持对行业动态的关注，及时更新防护策略。同时也要多和同行交流，看看别人家遇到的攻击案例，自己好提前防范。
差不多就聊到这里吧。抗DDoS这件事，说复杂也复杂，说简单也简单。复杂是因为攻击手段千变万化，简单是因为核心思路就是那么几条：要么把攻击流量挡在外面，要么把攻击流量引到别的地方，要么在入口处识别并拦截异常流量。具体的实施细节需要根据自己业务的特点来调整，别人的方案可以参考，但不能照搬。
希望这篇文章能给正在搭建或优化实时通讯系统的朋友们一点启发。如果你在这方面有什么经验教训，也欢迎在评论区交流交流。
