增强服务器防御能力的自动化工具 Fail2Ban

葡萄城技术团队2025-08-18 9:22

作为一名站长，每天面对的都是一个充满风险的网络世界。在阴暗的角落里，总有一小撮人带着各种目的，对网络上的服务器发起攻击。这些攻击行为五花八门：有的在搜索站点漏洞，伺机入侵；有的通过非正常高频访问页面，耗尽服务器资源；还有的属于专门薅流量的灰色产业，紧盯网页上的媒体资源进行恶意抓取......因此，Web 服务器的安全防护话题愈发重要，甚至可以说已成为刚需。如何有效保护在线资源免受异常访问的侵扰，成为每一位站长必须直面的关键问题。本文将重点介绍服务器安全工具库中一款出色的开源工具------Fail2Ban，详细讲解其安装、使用方法，以及如何通过开箱即用的功能，为服务器筑起一道坚固的防线，减少攻击带来的影响。

使用 Fail2Ban 工具的前提

Fail2Ban 是基于Linux平台WebServer的一个插件，如果你的站点资源现托管在 Windows 服务器上的IIS上，而恰好又是基于单实例的架构，那么你需要对现有的Server 站点架构做一些改造。通常一个可靠的结构会包含一个前置的 Nginx 服务器用作反向代理或者负载均衡，后面则是负责站点资源托管的服务器或者集群。更进一步，为了增加整体可用性，前置反向代理会适当增加冗余备份等。不过这些不是我们今天主要讨论的话题。在完成上述改造后，在整个结构中，我们就有了一个 Linux + Nginx 的结构，这是我们开启 Fail2Ban 工具之旅的一个基础。

传统运维的弊端

传统的服务器安全运维，站长同学会定期人肉监控服务器各项状态，如 CPU、内存或者 DiskIO、数据库资源占用异常偏高，再或者在连接数释放不及时等导致的异常情况时，及时登到服务器上，查看最近访问日志中，识别存在明显攻击行为的访问，最终对这些 IP 或者 IP 段进行封禁，阻止后续的异常访问，降低服务器的非可控资源占用。但在典型的访问日志中，存在着以下问题：

  • 滞后性：通常只能在实际发生服务器性能明显下降时，开始干预，此时给正常的客户提供的服务已经或多或少的受到了影响，服务质量下降。
  • 需要纯人工，或者借助一些其他三方工具从海量的日志中分析明显不正统的流量，耗时、费力
  • 国内很多服务器的 IP 是动态获取的，攻击流量存在一定的时效性，可能一段时间内使用 A 地址扫描网站，再过 24 小时会自动变成地址 B，封禁、解封存在着时效性，会存在误伤的可能

因此，亟需一种可以能够可以识别攻击行为、阻止异常访问的自动化工具参与到日常运维中来。

Fail2Ban 的核心原理

Fail2Ban 之所以能成为服务器安全的得力助手，核心在于其动态监控的防护机制。它会持续监控服务器的各类日志文件（如 SSH 登录日志、Web 服务器访问日志等），通过预设的规则识别异常访问行为。当某一 IP 地址的违规次数达到设定阈值时，Fail2Ban 会自动调用防火墙（如 iptables、firewalld 等）对该 IP 进行临时或永久封禁，从而阻止其继续发起攻击，降低服务器资源被进一步消耗。这种机制的优势在于灵活性和实时性。它不局限于特定的攻击类型，只要能在日志中体现出异常特征，就能有效拦截。同时，临时封禁的设置也避免了误封正常用户后难以恢复的问题。

Fail2Ban 的安装步骤

不同的操作系统，Fail2Ban 的安装方式略有差异，以下是几种常见系统的安装方法：

  • Ubuntu/Debian 系统 ：在终端中输入命令 sudo apt-get update 更新软件源，然后执行 sudo apt-get install fail2ban 即可完成安装，安装过程中，系统会自动处理依赖关系，无需额外操作。
  • CentOS/RHEL 系统 ：由于 CentOS 默认的软件源中可能没有 Fail2Ban，需要先安装 EPEL 源。输入 sudo yum install epel-release 安装 EPEL 源，之后再运行 sudo yum install fail2ban 进行安装。
  • Fedora 系统 ：直接在终端中输入 sudo dnf install fail2ban 即可安装，Fedora 的软件源中通常包含 Fail2Ban。

安装完成后，可以通过 sudo systemctl start fail2ban 启动服务，再用 sudo systemctl enable fail2ban 设置开机自启动，确保服务器重启后 Fail2Ban 能自动运行。

后面我们将以Ubuntu为例，讲解Fail2Ban的核心功能配置。

Fail2Ban 的核心功能配置

Fail2Ban 的配置文件主要位于 /etc/fail2ban/ 目录下，其中 jail.conf 是主要的配置文件，Fail2Ban 支持针对不同的服务进行配置，如 SSH、Apache、Nginx 等。每个服务都有自己的配置段落，例如 SSH 服务的配置段落为 [sshd]，Apache 服务的配置段落为 [apache] 等，Nginx WebService有[nginx] 的相应配置。

但为了避免升级时配置被覆盖，建议先创建自定义配置文件jail.local 并在其中进行自定义配置。在 jail.local 中，你可以根据需要标记自定义服务的防护，以及调整其相关参数。

  • 基本设置 ：在 jail.local 中，可以设置默认的封禁时间（bantime ）、触发封禁的最大尝试次数（maxretry ）以及检测时间窗口（findtime ）。例如，将 bantime = 3600 设置为封禁 1 小时，maxretry = 5 表示 5 次失败尝试后触发封禁，findtime = 600 意味着在 10 分钟内的失败尝试会被累计。
  • 针对特定服务的配置 ：Fail2Ban 支持对多种服务进行防护，如 SSH、Apache、Nginx 等。以 SSH 为例，在配置文件中找到 [sshd] 部分，将 enabled = true 开启防护，还可以根据实际情况调整该服务的 maxretry、bantime 等参数。
  • 邮件通知设置 ：如果希望在有 IP 被封禁时收到邮件通知，可以配置 destemail（目标邮箱）、sendername（发件人名称）等参数，并确保服务器已安装邮件发送工具（如 sendmail ）。

如，某天我们Nginx WebServer 出现了异常多的 404 错误请求，虽然我们在一定程度上允许WebServer 有合理范围的404错误请求，但如果超出了一定的度，势必会造成服务器资源的过度消耗，所以这里超出范围的规则，就需要我们在 jail.local 中合理的添加配置去封禁这些 "恶意" 发起IP：

先在 /etc/fail2ban/filter.d/ 目录下创建一个自定义的过滤器文件 nginx-ban-404ips.conf，内容如下：

ini 复制代码 
[Definition]
failregex = ^<HOST> - .* "GET .* HTTP/1\..*" 404 .*$
ignoreregex =

再在jail.local中添加如下配置，启用上面我们定义的过滤器：

ini 复制代码 
[nginx-ban-404ips]
enabled = true
filter = nginx-ban-404ips # 声明前面定义的 nginx-ban-404ips 过滤器
logpath = /var/log/nginx/access.log # nginx访问日志路径
maxretry = 5 # 最大重试次数
findtime = 600 # 检测时间窗口
bantime = 3600 # 封禁时长

该配置实现了如下自动化机制：

当某个 IP 在指定时间内（10 分钟）对服务器发起的 HTTP/HTTPS 请求中，有 5 次及以上返回 "404 Not Found" 错误时，fail2ban会自动通过 iptables 防火墙封禁该 IP，封禁时长为 1 小时（3600 秒）。

配置完成后，需要通过 sudo systemctl restart fail2ban 重启服务，使配置生效。这样就很方便实现了通过预定义的过滤器，来自动封禁异常行为访问。

实际场景演练

在完成 Fail2Ban 基础安装与核心功能配置后，一般我们通过 bantime（封禁时长 ）、maxretry（最大重试次数 ）、findtime（检测时间窗口 ）等关键配置，即可应对较为常见的攻击场景。后面我们会模拟不同的攻击场景，详解如何自动化防护：

一、核心配置介绍

属性名 功能介绍 示例
bantime 判定攻击后，封禁 IP 的时长（秒），可设永久封禁（如 bantime = -1 ） bantime = 3600（封禁3600秒/1小时）
maxretry 检测时间窗口内，IP 触发规则的最大异常次数，超过则封禁 maxretry = 5（5次尝试）
findtime 统计异常行为的时间窗口（秒），若 IP 在此窗口内触发 maxretry 次则封禁 findtime = 600（600秒/10分钟）

二、场景模拟与配置实践

场景1：零散 IP 大量访问无特征页面

攻击特征 ：大量随机 IP 短时间内，对网站普通页面（如首页、产品列表页）高频访问，无固定路径规律，消耗带宽与服务器连接数。
配置思路 ：通过 findtime 缩小检测窗口、maxretry 降低触发阈值，快速拦截零散试探。

在 /etc/fail2ban/filter.d/ 目录下新建 nginx-noscene.conf Filter 文件

ini 复制代码 
[Definition]  
# 匹配任意路径的高频访问（日志格式为 Nginx 标准访问日志）  
# 示例日志：1.2.3.4 - - [01/Jan/2024:12:00:00 +0800] "GET /random-page HTTP/1.1" 200 1234  
failregex = ^<HOST> .* "GET .* HTTP/1\.[01]" .*$  
            ^<HOST> .* "POST .* HTTP/1\.[01]" .*$  

ignoreregex =

jail.local添加配置：

ini 复制代码 
# 假设防护 Nginx 普通访问，在 jail.local 新增 [nginx-noscene] 配置  
[nginx-noscene]  
enabled = true  
filter = nginx-noscene  # 调用默认 Nginx 异常请求过滤规则，可自定义  
logpath = /var/log/nginx/access.log  # 需替换为实际 Nginx 访问日志路径  
bantime = 1800  # 封禁30分钟，给零散 IP 短暂惩罚，避免误封长期影响  
maxretry = 10   # 10分钟（findtime）内超10次访问即判定攻击  
findtime = 600

配置原因 ：零散 IP 攻击分散但高频，缩短 findtime 让检测更灵敏，适度降低 maxretry 覆盖 "小额多次" 试探；bantime 设为 30 分钟，平衡拦截效率与误封恢复周期。

场景2：异常 IP 访问敏感页面（login/admin 等）

攻击特征 ：大量未知 IP 高频访问登录页（/login ）、管理后台（/admin ）、密码重置页（/password ），尝试暴力破解或探路。
配置思路 ：针对敏感路径单独配置规则，缩小 findtime、降低 maxretry，快速拦截试探。

在 /etc/fail2ban/filter.d/ 目录下新建 nginx-sensitive.conf

ini 复制代码 
[Definition]  
failregex = ^<HOST> .* "GET /(login|admin|password) HTTP/1\.[01]" .*$  
            ^<HOST> .* "POST /(login|admin|password) HTTP/1\.[01]" .*$  


ignoreregex =

jail.local添加配置：

ini 复制代码 
[nginx-sensitive]  
enabled = true  
filter = nginx-sensitive  
logpath = /var/log/nginx/access.log  
bantime = 3600  # 封禁1小时，给暴力破解类攻击及时惩罚  
maxretry = 3    # 10分钟内超3次访问敏感页即触发  
findtime = 300  # 缩短检测窗口至5分钟，快速响应高频试探

配置原因 ：敏感页面是攻击重灾区，findtime 缩短让检测更实时，maxretry 设为 3 严格限制尝试次数；bantime 封禁1小时，既拦截攻击，也避免正常用户偶尔误操作被长期封禁。

场景3：雷同 UA 洪水攻击

攻击特征 ：大量请求使用相同或高度雷同的 User-Agent（UA），如伪装成搜索引擎爬虫（Mozilla/5.0 (compatible; Baiduspider/2.0; +http://www.baidu.com/search/spider.html) ），但行为异常（短时间内遍历页面、请求频率异常）。
配置思路 ：自定义 filter 规则匹配雷同 UA，结合 findtime、maxretry 限制频率。

在 /etc/fail2ban/filter.d/ 目录下新建 nginx-ua-flood.conf

ini 复制代码 
[Definition]  
failregex = ^.*"(?P<ua>Mozilla/5.0 \(compatible; Baiduspider/2.0; .*\))".*$

jail.local添加配置：

ini 复制代码 
[nginx-ua-flood]  
enabled = true  
filter = nginx-ua-flood  # 调用自定义 UA 过滤规则  
logpath = /var/log/nginx/access.log  
bantime = 10800  # 封禁3小时，针对批量 UA 攻击延长惩罚  
maxretry = 5     # 10分钟内超5次雷同 UA 请求触发  
findtime = 600

配置原因 ：雷同 UA 攻击易伪装、规模大，自定义 filter 精准识别 UA 特征；bantime 延长可减少同一批 UA 短时间内反复攻击；maxretry 控制触发门槛，避免单 IP 正常浏览被误封。

场景4：用户尝试登录服务器（SSH 暴力破解）

除监控WebServer外，Fail2ban还可监控Server的SSH服务。下面简单介绍如何监控SSH日志，自动封禁异常IP，减少因暴力破解而导致的密码泄露。

攻击特征 ：大量 IP 尝试 SSH 登录，密码错误日志高频出现（如 /var/log/auth.log 中 Failed password for root from... ）。
配置思路 ：利用 Fail2Ban 默认 sshd 规则，调整 bantime、maxretry 适配服务器安全策略。

ini 复制代码 
# 编辑 jail.local 中添加 [sshd] 配置  
[sshd]  
enabled = true  
bantime = 86400  # 封禁1天，对 SSH 暴力破解重罚  
maxretry = 3     # 10分钟内3次密码错误即触发  
findtime = 600

配置原因 ：SSH 是服务器核心入口，暴力破解风险极高。maxretry 设为 3 严格限制尝试次数，bantime 设1天，大幅增加攻击成本；findtime 保持10分钟，覆盖典型暴力破解的试探周期。

注：这里没有显式指定ssh的logpath，是因为fail2ban默认包含了用于[sshd]的过滤器，过滤器已中已经包含了 /var/log/auth.log这个文件，所以这里无需显式指定，这需要关注访问行为设置规则配置即可。

Fail2Ban 的其他技巧

  • 查看封禁列表 ：使用命令 sudo fail2ban-client status 自定义过滤器可以查看当前被封禁的 IP 地址以及相关状态信息，便于了解服务器的受攻击情况。
  • 手动封禁 IP ：如果发现个别 IP 被规则遗漏，可以执行 sudo fail2ban-client set 自定义过滤器 banip 192.168.1.1（封禁 192.168.1.1）。
  • 解除误封 IP ：如果发现正常 IP 被误封，可以执行 sudo fail2ban-client set 自定义过滤器 unbanip 192.168.1.1（解除封禁 192.168.1.1 ）。

通过以上场景演练，可精准调控 Fail2Ban 核心参数，针对如上场景构建防护网。关键在于理解 bantime 控制惩罚力度、maxretry 定义触发门槛、findtime 划定检测范围，结合日志特征与攻击模式灵活和动态的调整配置，让服务器防御既 "精准打击" 又 "容错可控"。站长可以大幅提升服务器的安全性，有效抵御各类网络攻击，为网站的稳定运行提供有力保障。

参考文档

Fail2Ban 项目 Github 官方地址：https://github.com/fail2ban/fail2ban

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