网络安全_防火墙

2007-11-5 11:29:09   Count:

本节主要讲解防火墙的相关知识包括防火墙的相关术语,工作原理,分类,各大防火墙厂商及各自的产品特点,更重要的是我们还要学会防火墙的安装和使用,能够正确的配置防火墙来阻挡黑客的攻击和有效的保护我们的网络及计算机。

网络安全:防火墙(20071030)在线专题授课音频

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一、防火墙的概念及作用

  防火墙的本义原是指古代人们房屋之间修建的那道墙,这道墙可以防止火灾发生的时候蔓延到别的房屋。而这里所说的防火墙当然不是指物理上的防火墙,而是指隔离在本地网络与外界网络之间的一道防御系统,是这一类防范措施的总称。应该说,在互联网上防火墙是一种非常有效的网络安全模型,通过它可以隔离风险区域(即Internet或有一定风险的网络)与安全区域(局域网)的连接,同时不会妨碍人们对风险区域的访问。防火墙可以监控进出网络的通信量,从而完成看似不可能的任务;仅让安全、核准了的信息进入,同时又抵制对企业构成威胁的数据。随着安全性问题上的失误和缺陷越来越普遍,对网络的入侵不仅来自高超的攻击手段,也有可能来自配置上的低级错误或不合适的口令选择。因此,防火墙的作用是防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络,迫使单位强化自己的网络安全政策。

  一般的防火墙都可以达到以下目的:一是可以限制他人进入内部网络,过滤掉不安全服务和非法用户;二是防止入侵者接近你的防御设施;三是限定用户访问特殊站点;四是为监视Internet安全提供方便。由于防火墙假设了网络边界和服务,因此更适合于相对独立的网络,例如Intranet等种类相对集中的网络。防火墙正在成为控制对网络系统访问的非常流行的方法。事实上,在Internet上的Web网站中,超过三分之一的Web网站都是由某种形式的防火墙加以保护,这是对黑客防范最严,安全性较强的一种方式,任何关键性的服务器,都建议放在防火墙之后。

二、防火墙的分类

目前市场的防火墙产品非常之多,划分的标准也比较杂。 主要分类如下:
1. 从软、硬件形式上分为
  软件防火墙和硬件防火墙以及芯片级防火墙。
2. 从防火墙技术分为
  “包过滤型”和“应用代理型”两大类。
3. 从防火墙结构分为
  单一主机防火墙、路由器集成式防火墙和分布式防火墙三种。
4. 按防火墙的应用部署位置分为
  边界防火墙、个人防火墙和混合防火墙三大类。
5. 按防火墙性能分为
  百兆级防火墙和千兆级防火墙两类。

三、防火墙的术语
网关
  网关是在两上设备之间提供转发服务的系统。网关的范围可以从互联网应用程序如公共网关接口(CGI)到在两台主机间处理流量的防火墙网关。这个术语是非常常见的,而且在本课会用于一个防火墙组件里,在两个不同的网络路由和处理数据。
  
电路级网关
  电路级网关用来监控受信任的客户或服务器与不受信任的主机间的TCP握手信息,这样来决定该会话是否合法,电路级网关是在OSI模型中会话层上来过滤数据包,这样比包过滤防火墙要高两层。另外,电路级网关还提供一个重要的安全功能:网络地址转移(NAT)将所有公司内部的IP地址映射到一个“安全”的IP地址,这个地址是由防火墙使用的。有两种方法来实现这种类型的网关,一种是由一台主机充当筛选路由器而另一台充当应用级防火墙。另一种是在第一个防火墙主机和第二个之间建立安全的连接。这种结构的好处是当一次攻击发生时能提供容错功能。
  
应用级网关
  应用级网关可以工作在OSI七层模型的任一层上,能够检查进出的数据包,通过网关复制传递数据,防止在受信任服务器和客户机与不受信任的主机间直接建立联系。应用级网关能够理解应用层上的协议,能够做复杂一些的访问控制,并做精细的注册。通常是在特殊的服务器上安装软件来实现的。
  
包过滤
   包过滤是处理网络上基于packet-by-packet流量的设备。包过滤设备允许或阻止包,典型的实施方法是通过标准的路由器。包过滤是几种不同防火墙的类型之一,在本课后面我们将做详细地讨论。
  
代理服务器
   代理服务器代表内部客户端与外部的服务器通信。代理服务器这个术语通常是指一个应用级的网关,虽然电路级网关也可作为代理服务器的一种。
  
网络地址翻译(NAT)
   网络地址解释是对Internet隐藏内部地址,防止内部地址公开。这一功能可以克服IP寻址方式的诸多限制,完善内部寻址模式。把未注册IP地址映射成合法地址,就可以对Internet进行访问。对于NAT的另一个名字是IP地址隐藏。

堡垒主机
  堡垒主机是一种被强化的可以防御进攻的计算机,被暴露于因特网之上,作为进入内部网络的一个检查点,以达到把整个网络的安全问题集中在某个主机上解决,从而省时省力,不用考虑其它主机的安全的目的。从堡垒主机的定义我们可以看到,堡垒主机是网络中最容易受到侵害的主机。所以堡垒主机也必须是自身保护最完善的主机。你可以使用单宿主堡垒主机。多数情况下,一个堡垒主机使用两块网卡,每个网卡连接不同的网络。一块网卡连接你公司的内部网络用来管理、控制和保护,而另一块连接另一个网络,通常是公网也就是Internet。堡垒主机经常配置网关服务。网关服务是一个进程来提供对从公网到私有网络的特殊协议路由,反之亦然。在一个应用级的网关里,你想使用的每一个应用程协议都需要一个进程。因此,你想通过一台堡垒主机来路由Email,Web和FTP服务时,你必须为每一个服务都提供一个守护进程。

四、防火墙的体系结构
防火墙的体系结构
1、 屏蔽路由器(ScreeningRouter)

  屏蔽路由器可以由厂家专门生产的路由器实现,也可以用主机来实现。屏蔽路由器作为内外连接的惟一通道,要求所有的报文都必须在此通过检查。路由器上可以安装基于IP层的报文过滤软件,实现报文过滤功能。许多路由器本身带有报文过滤配置选项,但一般比较简单。单纯由屏蔽路由器构成的防火墙的危险包括路由器本身及路由器允许访问的主机。屏蔽路由器的缺点是一旦被攻隐后很难发现,而且不能识别不同的用户。

2、双穴主机网关(DualHomedGateway)

  双穴主机网关是用一台装有两块网卡的堡垒主机的做防火墙。两块网卡各自与受保护网和外部网相连。堡垒主机上运行着防火墙软件,可以转发应用程序,提供服务等。与屏蔽路由器相比,双穴主机网关堡垒主机的系统软件可用于维护护系统日志、硬件拷贝日志或远程日志。但弱点也比较突出,一旦黑客侵入堡垒主机并使其只具有路由功能,任何网上用户均可以随便访问内部网。

3、被屏蔽主机网关(ScreenedGatewy)

  屏蔽主机网关易于实现也最为安全。一个堡垒主机安装在内部网络上,通常在路由器上设立过滤规则,并使这个堡垒主机成为从外部网络惟一可直接到达的主机,这确保了内部网络不受未被授权的外部用户的攻击。如果受保护网是一个虚拟扩展的本地网,即没有子网和路由器,那么内部网的变化不影响堡垒主机和屏蔽路由器的配置。危险带限制在堡垒主机和屏蔽路由器。网关的基本控制策略由安装在上面的软件决定。如果攻击者没法登录到它上面,内网中的其余主机就会受到很大威胁。这与双穴主机网关受攻击时的情形差不多。

4、被屏蔽子网(ScreenedSubnet)

  被屏蔽子网就是在内部网络和外部网络之间建立一个被隔离的子网,用两台分组过滤路由器将这一子网分别与内部网络和外部网络分开。在很多实现中,两个分组过滤路由器放在子网的两端,在子网内构成一个DNS,内部网络和外部网络均可访问被屏蔽子网,但禁止它们穿过被屏蔽子网通信。有的屏蔽子网中还设有一堡垒主机作为惟一可访问点,支持终端交互或作为应用网关代理。这种配置的危险仅包括堡垒主机、子网主机及所有连接内网、外网和屏蔽子网的路由器。如果攻击者试图完全破坏防火墙,他必须重新配置连接三个网的路由器,既不切断连接又不要把自己锁在外面,同时又不使自己被发现,这样也还是可能的。但若禁止网络访问路由器或只允许内网中的某些主机访问它,则攻击会变得很困难。在这种情况下,攻击者得先侵入堡垒主机,然后进入内网主机,再返回来破坏屏蔽路由器,并且整个过程中不能引发警报。


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