浅谈办公网络中防火墙的应用

第一篇：浅谈办公网络中防火墙的应用

浅谈办公网络中防火墙的应用

作者：未知 文章来源：网络 点击数：80 更新时间：2008-6-23 发表文章 全站搜索 收藏本文 QQ书签 百度收藏

摘要： 随着时代的发展，Internet日益普及，网络已经成为信息资源的海洋，给人们带来了极大的方便。但由于Internet是一个开放的，无控制机构的网络，经常会受到计算机病毒、黑客的侵袭。它可使计算机和计算机网络数据和文件丢失，系统瘫痪。因此，计算机网络系统安全问题必须放在首位。本文就办公网络中应用最多的防火墙技术做了探讨。

关键字：计算机网络； 网络安全；

防火墙技术

一、前言

企业内部办公自动化网络一般是基于TCP/IP协议并采用了Internet的通信标准和Web信息流通模式的Intranet，它具有开放性，因而使用极其方便。但开放性却带来了系统入侵、病毒入侵等安全性问题。一旦安全问题得不到很好地解决，就可能出现商业秘密泄漏、设备损坏、数据丢失、系统瘫痪等严重后果，给正常的企业经营活动造成极大的负面影响。因此企业需要一个更安全的办公自动化网络系统。

目前企业内部办公网络存在的安全隐患主要有黑客恶意攻击、病毒感染、口令攻击、数据监听等，在这众多的安全隐患中要数黑客恶意攻击和病毒感染的威胁最大，造成的破坏也最大。所以企业网络中应该以防范黑客和病毒为首。

针对企业办公网络存在的众多隐患，各个企业也实施了安全防御措施，其中包括防火墙技术、数据加密技术、认证技术、PKI技术等，但其中应用最为广泛、实用性最强、效果最好的就是防火墙技术。本文将就放火墙技术在企业办公中的应用给予探讨，希望能给广大企业办公网络安全建设带来一定帮助。

二、防火墙技术概述

1.防火墙的基本概念

防火墙原是建筑物大厦里用来防止火灾蔓延的隔断墙，在这里引申为保护内部网络安全的一道防护墙。从理论上讲，网络防火墙服务的原理与其类似，它用来防止外部网上的各类危险传播到某个受保护网内。从逻辑上讲，防火墙是分离器、限制器和分析器；从物理角度看，各个防火墙的物理实现方式可以有所不同，但它通常是一组硬件设备(路由器、主机)和软件的多种组合；而从本质上来说防火墙是一种保护装置，用来保护网络数据、资源和用户的声誉；从技术上来说，网络防火墙是一种访问控制技术，在某个机构的网络和不安全的网络之间设置障碍，阻止对信息资源的非法访问，换句话说，防火墙是一道门槛，控制进/出两个方向的通信，防火墙主要用来保护安全网络免受来自不安全网络的入侵，如安全网络可能是企业的内部网络，不安全网络是因特网，当然，防火墙不只是用于某个网络与因特网的隔离，也可用于企业内部网络中的部门网络之间的隔离。

2.防火墙的工作原理

防火墙的工作原理是按照事先规定好的配置和规则，监控所有通过防火墙的数据流，只允许授权的数据通过，同时记录有关的联接来源、服务器提供的通信量以及试图闯入者的任何企图，以方便管理员的监测和跟踪，并且防火墙本身也必须能够免于渗透。

3.防火墙的功能

一般来说，防火墙具有以下几种功能： ①能够防止非法用户进入内部网络。

②可以很方便地监视网络的安全性，并报警。

③可以作为部署 NAT（Network Address Translation，网络地址变换）的地点，利用 NAT 技术，将有限的 IP 地址动态或静态地与内部的 IP 地址对应起来，用来缓解地址空间短缺的问题。

④可以连接到一个单独的网段上，从物理上和内部网段隔开，并在此部署 WWW服务器和 FTP 服务器，将其作为向外部发布内部信息的地点。从技术角度来讲，就是所谓的停火区（DMZ）。

4.防火墙的分类

①包过滤型防火墙，又称筛选路由器(Screening router)或网络层防火墙(Network level firewall)，它工作在网络层和传输层。它基于单个数据包实施网络控制，根据所收到的数据包的源IP地址、目的IP地址、TCP/UDP源端口号及目标端口号、ICMP消息类型、包出入接口、协议类型和数据包中的各种标志等为参数，与用户预定的访问控制表进行比较，决定数据是否符合预先制定的安全策略，决定数据包的转发或丢弃，即实施过滤。

②代理服务器型防火墙

代理服务器型防火墙通过在主机上运行代理的服务程序，直接对特定的应用层进行服务，因此也称为应用型防火墙。其核心是运行于防火墙主机上的代理服务器进程，它代替网络用户完成特定的TCP/IP功能。一个代理服务器实际上是一个为特定网络应用而连接两个网络的网关。

③复合型防火墙

由于对更高安全性的要求，通常把数据包过滤和代理服务系统的功能和特点综合起来，构成复合型防火墙系统。所用主机称为堡垒主机，负责代理服务。各种类型的防火墙都有其各自的优缺点。当前的防火墙产品己不再是单一的包过滤型或代理服务器型防火墙，而是将各种安全技术结合起来，形成一个混合的多级防火墙，以提高防火墙的灵活性和安全性。混合型防火墙一般采用以下几种技术:①动态包过滤；②内核透明技术；③用户认证机制；④内容和策略感知能力:⑤内部信息隐藏；⑥智能日志、审计和实时报警；⑦防火墙的交互操作性等。

三、办公网络防火墙的设计

1.防火墙的系统总体设计思想

1.1设计防火墙系统的拓扑结构

在确定防火墙系统的拓扑结构时，首先必须确定被保护网络的安全级别。从整个系统的成本、安全保护的实现、维护、升级、改造以及重要的资源的保护等方面进行考虑，以决定防火墙系统的拓扑结构。

1.2制定网络安全策略

在实现过程中，没有允许的服务是被禁止的，没有被禁止的服务都是允许的，因此网络安全的第一条策略是拒绝一切未许可的服务。防火墙封锁所有信息流，逐一完成每一项许可的服务；第二条策略是允许一切没有被禁止的服务，防火墙转发所有的信息，逐项删除被禁止的服务。

1.3确定包过滤规则

包过滤规则是以处理IP包头信息为基础，设计在包过滤规则时，一般先组织好包过滤规则，然后再进行具体设置。

1.4设计代理服务

代理服务器接受外部网络节点提出的服务请求，如果此请求被接受，代理服务器再建立与实服务器的连接。由于它作用于应用层，故可利用各种安全技术，如身份验证、日志登录、审计跟踪、密码技术等，来加强网络安全性，解决包过滤所不能解决的问题。1.5 严格定义功能模块，分散实现

防火墙由各种功能模块组成，如包过滤器、代理服务器、认证服务器、域名服务器、通信监控器等。这些功能模块最好由路由器和单独的主机实现，功能分散减少了实现的难度，增加了可靠程度。

1.6防火墙维护和管理方案的考虑

防火墙的日常维护是对访问记录进行审计，发现入侵和非法访问情况。据此对防火墙的安全性进行评价，需要时进行适当改进，管理工作要根据网络拓扑结构的改变或安全策略的变化，对防火墙进行硬件和软件的修改和升级。通过维护和管理进一步优化其性能，以保证网络极其信息的安全性。

2.一种典型防火墙设计实例——数据包防火墙设计

数据包过滤防火墙工作于DOD(Department of Defense)模型的网络层，其技术核心是对是流经防火墙每个数据包进行行审查，分析其包头中所包含的源地址、目的地址、封装协议(TCP，UDP、ICMP，IP Tunnel等)、TCP/UDP源端口号和目的端口号、输人输出接口等信息，确定其是否与系统预先设定的安全策略相匹配，以决定允许或拒绝该数据包的通过。从而起到保护内部网络的作用，这一过程就称为数据包过滤。

本例中网络环境为：内部网络使用的网段为192.168.1.0，eth0为防火墙与Internet接口的网卡，eth1为防火墙与内部网络接口的网卡。

数据包过滤规则的设计如下：

2.1与服务有关的安全检查规则

这类安全检查是根据特定服务的需要来决定是否允许相关的数据包被传输.这类服务包括WWW，FTP，Telnet，SMTP等.我们以WWW包过滤为例，来分析这类数据包过滤的实现.WWW数据包采用TCP或UDP协议，其端口为80，设置安全规则为允许内部网络用户对Internet的WWW访问，而限制Internet用户仅能访问内部网部的WWW服务器，(假定其IP地址为192.168.1.11)。

要实现上述WWW安全规则，设置WWW数据包过滤为，在防火eth0端仅允许目的地址为内部网络WWW服务器地址数据包通过，而在防火墙eth 1端允许所有来自内部网络WWW数据包通过。

#Define HTTP packets

#允许Internet客户的WWW包访问WWW服务器

/sbin/ipchains-A input-p tcp-s 0.0.0.0/0 1024:-d 192.168.1.11/32 www-i eth0 –j ACCEPT

/sbin/ipchains-A input-p tcp-s 0.0.0.0/fl 1024:-d 192.168.1.11132 www-i eth0 –j ACCEPT

#允许WWW服务器回应Internet客户的WWW访问请求

/sbin/ipchains-A input-ptcp-s192.168.1.11/32www:-d 0.0.0.0/0 1024:-i ethl –j ACCEPT

/sbin/ipchains-A input-p udp-s 192.168.1.11 /32www:-d 0.0.0.0/0 1024:-i eth1 –j ACCEPT

显然，设置此类数据过滤的关键是限制与服务相应的目地地址和服务端口。

与此相似，我们可以建立起与FTP，Telnet，SMTP等服务有关的数据包检查规则；

2.2与服务无关的安全检查规则

这类安全规则是通过对路由表、数据包的特定IP选项和特定段等内容的检查来实现的，主要有以下几点：

①数据包完整性检查(Tiny Fragment):安全规则为拒绝不完整数据包进人Ipchains本身并不具备碎片过滤功能，实现完整性检查的方法是利用REDHAT，在编译其内核时设定IP ； always defrayments set to‘y’。REDHAT检查进人的数据包的完整性，合并片段而抛弃碎片。②源地址IP(Source IP Address Spoofing)欺骗:安全规则为拒绝从外部传输来的数据包伪装成来自某一内部网络主机，以期能渗透到内部网络中.要实现这一安全规则，设置拒绝数据包过滤规则为，在防火墙eth0端拒绝1P源地址为内部网络地址的数据包通过。

③源路由(Source Routing)欺骗:安全规则为拒绝从外部传输来的数据包包含自行指定的路由信息，实现的方法也是借助REDHAT的路由功能，拒绝来自外部的包含源路由选项的数据包。

总之，放火墙优点众多，但也并非万无一失。所以，安全人员在设定防火墙后千万不可麻痹大意，而应居安思危，将防火墙与其他安全防御技术配合使用，才能达到应有的效果。

参考文献：

[1]张 晔,刘玉莎.防火墙技术的研究与探讨[J].计算机系统应用, 1999

[2]王丽艳.浅谈防火墙技术与防火墙系统设计.辽宁工学院学报.2001 [3]郭伟.数据包过滤技术与防火墙的设计.江汉大学学报.2001

[4]Anthony Northup.NT Network Plumbing: Routers, Proxies, and Web Services [M].New York: IDG Books Worldwide, 1998.[5](美)Chris Hare Karanjit Siyan.Internet防火墙与网络安全.北京:机械工业出版社,1998

第二篇：网络防火墙的分类及应用方案

网络防火墙的分类及应用方案

系别：信息工程系统 专业：网络技术专业 班级：网络二班 姓名：武连玲 学号：0903032209 指导教师：吕秀鉴

日期：2011年10月31日星期一

目录

绪论.................................................................................................................................1.防火墙的概念...............................................................................................................1.1 什么是防火墙.......................................................................................................................1.2 防火墙的原理.......................................................................................................................2．防火墙的分类.............................................................................................................2.1基础和分类............................................................................................................................2.2包过滤防火墙........................................................................................................................2.3动态包过滤防火墙................................................................................................................2.4 代理（应用层网关）防火墙...............................................................................................2.5 自适应代理防火墙...............................................................................................................3．防火墙的安全策略.....................................................................................................3.1校校园网防火墙网络安全策略............................................................................................3.2防火墙的基本配置................................................................................................................3.2.1命令行基本信息收集：.....................................................................................................3.2.2能问题需收集下列信息：...............................................................................................3.2.3接口之间实施策略：.......................................................................................................3.2.4接口管理设置...................................................................................................................3.2.5用户帐号的操作...............................................................................................................4．防火墙的功能配置...................................................................................................4.1基于内网的防火墙功能及配置..........................................................................................4.1.1 IP与MAC（用户）绑定功能........................................................................................4.1.2 MAP（端口映射）功能..................................................................................................4.1.3NAT（地址转换）功能....................................................................................................5.外网防火墙功能配置..................................................................................................5.1 基于外网的防火墙功能及配置.........................................................................................5.1.1 DOS攻击防范..................................................................................................................5.1.2访问控制功能...................................................................................................................结论...............................................................................................................................参考文献........................................................................................................................防火墙原是设计用来防止火灾从建筑物的一部分传播到另一部分的设施。从理论上讲，Internet防火墙服务也有类似目的，它防止Internet（或外部网络）上的危险（病毒、资源盗用等）传播到网络内部。Internet（或外部网络）防火墙服务于多个目的：

1、限制人们从一个特别的控制点进入；

2、防止入侵者接近你的其它防御设施；

3、限定人们从一个特别的点离开；

4、有效地阻止破坏者对你的计算机系统进行破坏。

1.2 防火墙的原理

随着网络规模的扩大和开放性的增强，网络上的很多敏感信息和保密数据将受到很多主动和被动的人为攻击。一种解决办法是为需要保护的网络上的每个工作站和服务器装备上强大的安全特征(例如入侵检测)，但这几乎是一种不切合实际的方法，因为对具有几百个甚至上千个节点的网络，它们可能运行着不同的操作系统，当发现了安全缺陷时，每个可能被影响的节点都必须加以改进以修复这个缺陷。另一种选择就是防火墙(Firewall)，防火墙是用来在安全私有网络(可信任网络)和外部不可信任网络之间安全连接的一个设备或一组设备，作为私有网络和外部网络之间连接的单点存在。防火墙是设置在可信任的内部网络和不可信任的外部网络之间的一道屏障，它可以实施比较广泛的安全策略来控制信息流，防止不可预料的潜在的入侵破坏.DMZ外网和内部局域网的防火墙系统。

图1-2-1

2．防火墙的分类

2.1基础和分类

从防火墙的防范方式和侧重点的不同来看，防火墙可以分为很多类型，但是根据防火墙对内外来往数据处理方法，大致可将防火墙分为两大体系：包过滤防火墙和代理防火墙。包过滤防火墙经历了两代：

2.2包过滤防火墙

静态包过滤防火墙采用的是一个都不放过的原则。它会检查所有通过信息包里的IP地址号，端口号及其它的包头信息，并根据系统管理员给定的过滤规则和准备过滤的信息包一一匹配，其中：如果信息包中存在一点与过滤规则不符合，那么这个信息包里所有的信息都会被防火墙屏蔽掉，这个信息包就不会通过防火墙。相反的，如果每条规都和过滤规则相匹配，那么信息包就允许通过。静态包的过滤原理就是：将信息分成若干个小数据片（数据包），确认符合防火墙的包过滤规则后，把这些个小数据片按顺序发送，接收到这些小数据片后再把它们组织成一个完整的信息这个就是包过滤的原理。这种静态包过滤防火墙，对用户是透明的，它不需要用户的用户名和密码就可以登录，它的速度快，也易于维护。但由于用户的使用记录没有记载，如果有不怀好意的人进行攻击的话，我们即不能从访问记录中得到它的攻击记录，也无法得知它的来源。而一个单纯的包过滤的防火墙的防御能力是非常弱的，对于恶意的攻击者来说是攻破它是非常容易的。其中“信息包冲击”是攻击者最常用的攻击手段：主要是攻击者对包过滤防火墙发出一系列地址被替换成一连串顺序IP地址的信息包，一旦有一个包通过了防火墙，那么攻击者停止再发测试IP地址的信息包，用这个成功发送的地址来伪装他们所发出的对内部网有攻击性的信息。

图2-2-1 2.3动态包过滤防火墙

静态包过滤防火墙的缺点，动态包过滤防火墙都可以避免。它采用的规则是发展为“包状态检测技术”的动态设置包过滤规则。它可以根据需要动态的在过滤原则中增加或更新条目，在这点上静态防火墙是比不上它的，它主要对建立的每一个连接都进行跟踪。在这里我们了解的是代理防火墙。代理服务器型防火墙与包过滤防火墙不同之点在于，它的内外网之间不存在直接的连接，一般由两部分组成：服务器端程序和客户端程序，其中客户端程序通过中间节点与提供服务的服务器连接。代理服务器型防火墙提供了日志和审记服务。

图2-2-3

校园网网络结构拓扑图如图4-1所示:

图3-1-1校园网网络总拓扑结构图

在实际应用环境中，一般情况下防火墙网络可划分为三个不同级别的安全区域： 内部网络：这是防火墙要保护的对象，包括全部的内部网络设备及用户主机。这个区域是防火墙的可信区域(这是由传统边界防火墙的设计理念决定的)。

外部网络：这是防火墙要防护的对象，包括外部网主机和设备。这个区域为防火墙的非可信网络区域(也是由传统边界防火墙的设计理念决定的)。

DMZ(非军事区)：它是从内部网络中划分的一个小区域，在其中就包括内部网络中用于公众服务的外部服务器，如Web服务器、邮件服务器、DNS服务器等，它们都是为互联网提供某种信息服务。

在以上三个区域中，用户需要对不同的安全区域制订不同的安全策略。虽然内部网络和DMZ区都属于内部网络的一部分，但它们的安全级别(策略)是不同的。对于要保护的大部分内部网络，一般情况下禁止所有来自互联网用户的访问；而由内部网络划分出去的DMZ区，因需为互联网应用提供相关的服务，这些服务器上所安装的服务非常少，所允许的权限非常低，真正有服务器数据是在受保护的内部网络主机上，所以黑客攻击这些服务器没有任何意义，既不能获取什么有用的信息，也不能通过攻击它而获得过高的网络访问权限。

通过NAT(网络地址转换)技术将受保护的内部网络的全部主机地址映射成防火墙上设置的少数几个有效公网IP地址。这样可以对外屏蔽内部网络构和IP地址，保护内部网络的

netscreen>get config（得到config信息）netscreen>get log event（得到日志）

3.2.2能问题需收集下列信息：

netscreen>set ffiliter?（设置过滤器）

netscreen>debug flow basic是开启基本的debug功能 netscreen>clear db是清除debug的缓冲区

netscreen>get dbuf stream就可以看到debug的信息了 性能问题需收集下列信息：

得到下列信息前，请不要重新启动机器，否则信息都会丢失，无法判定问题所在。netscreen>Get per cpu detail（得到CPU使用率）

netscreen>Get session info（得到会话信息）

netscreen>Get per session detail（得到会话详细信息）netscreen>Get mac-learn（透明方式下使用，获取MAC硬件地址）netscreen>Get alarm event（得到告警日志）

netscreen>Get tech>tftp 202.101.98.36 tech.txt（导出系统信息）netscreen>Get log system（得到系统日志信息）

netscreen>Get log system saved（得到系统出错后，系统自动记录信息，该记录重启后不会丢失。

设置接口-带宽,网关

设置所指定的各个端口的带宽速率,单位为kb/s Set interface interface bandwidth number unset interface interface bandwidth 设置接口的网关

set interface interface gateway ip_addr unset interface interface gateway 设置接口的接口的区域,IP地址zone就是网络逻辑上划分成区,可以在安全区或安全区内部

3.2.3接口之间实施策略：

设置接口的接口的区域

set interface interface zone zone unset interface interface zone 设置接口的IP地址

set interface interface ip ip_addr/mask set interface interface ip unnumbered interface interface2 unset interface interface ip ip_addr 3.2.4接口管理设置

①set interface interface manage {ident-reset|nsmgmt|ping|snmp|ssh|ssl|telnet|webui} unset interface interface manage {ident-reset|nsmgmt|ping|snmp|ssh|telnet|webui} WebUI：允许接口通过Web用户界面(WebUI)接收HTTP管理信息流。Telnet:选择此选项可启用Telnet管理功能。

SSH:可使用“安全命令外壳”(SSH)通过以太网连接或拨号调制解调器管理NetScreen设备。必须具有与SSH协议版本1.5兼容的SSH客户端。选择此选项可启用SSH管理功能。SNMP:选择此选项可启用SNMP管理功能。

SSL:选择此选项将允许接口通过WebUI接收NetScreen设备的HTTPS安全管理信息流。NS Security Manager:选择此选项将允许接口接收NetScreen-SecurityManager信息流。

Ping:选此选项将允许NetScreen设备响应ICMP回应请求，以确定是否可通过网络访问特定的IP地址。

Ident-Reset:与“邮件”或FTP发送标识请求相类似的服务。如果它们未收到确认，会再次发送请求。处理请求期间禁止用户访问。启用Ident-reset选项后，NetScreen设备将发送TCP重置通知以响应发往端口113的IDENT请求，然后恢复因未确认标识请求而被阻止的访问。②指定允许进行管理的ip地址

set interface interface manage-ip ip_addr unset interface interface manage-ip 3.2.5用户帐号的操作

①添加只读权限管理员

set admin user Roger password 2bd21wG7 privilege read-only ②修改帐户为可读写权限

unset admin user Roger set admin user Roger password 2bd21wG7 privilege all ③删除用户

unset admin user Roger ④清除所有会话,并注销帐户 clear admin name Roger

4．防火墙的功能配置

4.1基于内网的防火墙功能及配置 4.1.1 IP与MAC（用户）绑定功能

如果在一个局域网内部允许Host A上网而不允许Host B上网，则有一种方式可以欺骗防火墙进行上网，就是在HostA还没有开机的时候，将HostB的IP地址换成Host A的IP地址就可以上网了。那么针对IP欺骗的行为，解决方法是将工作站的IP地址与网卡的MAC地址进行绑定，这样再改换IP地址就不行了，除非将网卡和IP地址都换过来才行，所以将IP地址与MAC地址进行绑定，可以防止内部的IP盗用。但是这种绑定只适合与防火墙同网段的节点，如果其他网段的节点通过防火墙进行访问时，通过网段的源IP地址与目的IP地址是不同的，无法实现IP地址与MAC的绑定。但是可以通过IP地址与用户的绑定，因为用户是可以跨网段的。

另外对DHCP用户的支持，如果在用DHCP服务器来动态分配IP地址的网络中，主机没有固定的IP地址，如何解决这样的问题呢？目前主要有两种方式可以解决这个问题，第一种是在防火墙中内置DHCP服务器，但这种方式由于防火墙内置DHCP服务器，会导致防火墙本身的不安全，如果有一天防火墙失效，造成DHCP服务器宕机会影响整个网络而并不仅仅只对出口造成影响。另一种比较好的解决方法是防火墙支持基于MAC地址的访问控制，在配置之前，先不添IP地址只添网卡的MAC地址，开机后自动将获得的IP地址传给防火墙，防火墙根据这个IP地址与MAC地址进行绑定来实现访问控制，这种方式可以实现IP地址与MAC地址的绑定。这种方式的好处是防火墙受到破坏并不会对这个局域网的通讯产生影响，DHCP服务器不会受到影响，整个网络也不需要进行改动。

（用户）绑定针对IP欺骗的行为，我校校园网网络设置中将工作站的IP地址与网卡的MAC地址进行绑定。

2个WEB服务器。因此，通过这种方式有两个优点，第一是这些服务器可以使用私有地址，同时也隐藏了内网的结构，如果这时黑客进行攻击进行扫描，内网是安全的，因为61.235.51.6地址是防火墙的外端口，真正的WEB服务器的地址是192.168.0.1不会受到攻击，这样可以增加网络的安全性

4.1.3NAT（地址转换）功能

网络地址转换可以将内网的私有地址利用防火墙的地址转换功能，来实现对地址的转换，防火墙可以随机设置静态合发地址或者动态地址池，防火墙向外的报文可以从地址池里随机找一个报文转发出来。利用这个方式也有两个优点：第一可隐藏内网的结构，第二是内部网络可以使用保留地址，提供IP复用功能。

具体NAT功能配置如下：

nat inside source list 22 pool pool100 nat inside destination static 10.106.1.16172.1.1.15 nat inside destination static tcp 10.106.1.16 21 172.1.1.11 21 nat inside destination static tcp 10.106.1.16 80 172.1.1.12 80

5.外网防火墙功能配置

5.1 基于外网的防火墙功能及配置 5.1.1 DOS攻击防范

防范DOS攻击的传统技术主要有4种：

①加固操作系统，即配置操作系统各种参数以加强系统稳固性 ②利用防火墙

③负载均衡技术，即把应用业务分布到几台不同的服务器上 ④带宽限制和QOS保证

本论文主要介绍利用防火墙来应对DOS的攻击。目前绝大数的主流防火墙都支持IPInspect功能，防火墙会对进入防火墙的信息进行严格的检测。这样，各种针对系统漏洞的攻击包会自动被系统过滤掉，从而保护了网络免受来自外部的系统漏洞攻击。通过设置ACL过滤、TCP监听功能，过滤不必要的UDP和ICMP数据报。

防火墙的基本配置如下：

firewall(config)#nameif fa0/1 inside security 100 firewall(config)#nameif fa0/2 inside security 100 firewall(config)#nameif fa0/3 outside security 0 firewall(config)#int fa0/1 auto firewall(config-if)#ip add inside 192.168.6.1 255.255.255.0 firewall(config-if)#no shutdown firewall(config-if)#int fa0/2 auto firewall(config-if)#ip add inside 192.168.7.1 255.255.255.0 firewall(config-if)#no shutdown firewall(config-if)#int fa0/3 auto firewall(config-if)#ip add outside 192.168.5.2 255.255.255.0 firewall(config-if)#no shutdown firewall(config-if)#exit 由于我们经常会开启一些小服务，例如echo(回显)端口和discard(丢弃)端口，用于诊断，回显端口将重放那些端口所接受到的数据包，而丢弃端口则将数据包丢弃，由于丢弃数据包或回显数据包都会消耗Pcu周期，一些DOS攻击就采用这些端口。所以建议在防火墙接口上关闭这些服务

firewall(config)#no service tcp-small-servers firewall(config)#no service udp-small-servers firewall(config)#no service finner firewall(config)#no ip directed-broadcast 5.1.2访问控制功能

防火墙最基本的功能是访问控制功能，一个域的信息流穿过防火墙对另一个域进行访问的时候，防火墙可以截获信息并对信息进行检查，按着管理员设置的安全策略逐条进行匹配，如果符合安全策略，则逐条进行转发；不符合则进行堵断。因此防火墙基本的访问控制功能是基于源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、时间、流量、用户、文件、网址和MAC地址来做访问控制功能，这是防火墙最基本的访问控制技术。

配置命令如下：

access-list extended 500 permit icmp ip access-list service 1021 ftp any 10.106.1.160.0.0.255 ip access-list service 1025 smtp any 10.106.1.160.0.0.255

51617-

第三篇：构建网络防火墙

让我们修筑起一道道网络“防火墙”

——501班心理团辅课

网络为学生提供了一条很好的学习和娱乐途径，但如果沉溺其中肯定弊多利少。小学五年级是学生意志品质形成的关键时期，也是人格发展的重要时期，大家接触网络的时间越来越长，对网络也越来越迷恋，其中相当一部分学生盲目追求个人兴趣，缺乏自我控制能力，浪费大量宝贵时间，以致荒废了学业，严重影响了其身心健康成长。老师发现咱班有好多同学爱好上网，并且网络聊天时语言不够文明，还发一些不文明的图片，上一些不健康的网站，玩游戏毫无节制，有些同学经常不完成作业。于是，为了引导我们正确认识网络的利弊，了解不适度上网对自身造成的危害，初步尝试预防过度上网的方法，让我们正确地利用网络资源为我们的学习、生活增添色彩，今天下午老师特意给我们上了一节生动的心理团辅课。

课前老师对本班学生进行了相关的调查。活动在拍手游戏中拉开了序幕。神奇的网络给我们的生活带来了前所未有的便利，我们的生活也日益被网络占据。那么网络给我们带来了什么好处呢？同学们你一言我一语地说开了，有的说，可以听音乐看电影，休闲娱乐；有的说，可以聊天，结交笔友增进友谊；有的说，可以玩游戏放松心情；有的说，可以查阅资料增长见识，非常便捷；还有的说，可以购买物品既方便又便宜„„看来，网络的确给我们的生活、学习带来了便利，好处多多。“那么大家从网络中得到的是否都是快乐呢？下面我们一起来看一则小品”老师向我们抛出了这样一个疑问，紧接着郭一鸣、马圣隆、卢懿、施芷蕴四位同学上台为大家表演了一则小品——《小刚上网记》。这则小品再现了个别同学的风貌，老师还从PPT中出示了小刚因此成为“网虫”的惨痛日记，很值得同学们深思啊！紧接着老师又出示专家的一些调查研究报告，同学们全神贯注地看着屏幕，个个瞪大了眼睛，真令人吃惊，原来网络还给我们中小学生造成这么大的危害。老师又出示了咱们班的课前调查结果，指出我们班的有些同学也或多或少地存在着这些问题。

怎么办呢？老师请我们想一想，寻找解决的办法。大家又七嘴八舌地讨论开了。最后，老师给我们做了点评，总结，提出了修筑四道“防火墙”工程：

第一道“防火墙”：上网之前先明确任务。第二道“防火墙”：上网之前先限定时间。第三道“防火墙”：时间一到就“思维叫停”。第四道“防火墙”：父母帮助监督提醒。

在修筑第三道网络“防火墙”时，我们还玩了“悬崖勒马思维叫停”的游戏，同学们在轻松的游戏活动中，体验着，逐步提高自我控制力。说到第四道“防火墙”，好多同学还认为自己没有必要修筑呢，都觉得自己的控制力挺强的，呵呵，“道德只是个简单的是与非的问题，可实践起来却很难”，但愿这些同学真的能自我控制能力哦！接下来我们还将这几道“防火墙”编成了儿歌呢！你听，还朗朗上口呢：

你拍一，我拍一，上网之前任务明； 你拍二，我拍二，上网之前定时间； 你拍三，我拍三，时间一到就叫停； 你拍四，我拍四，父母监督来提醒； 你拍五，我拍五，保护视力身体棒； 你拍六，我拍六，上网一定要节制！

老师对我们这堂课的表现很满意，多次奖励我们笑脸，还在信封里装了两份礼物呢！一份是一张精美的书签，老师建议我们将今天编的儿歌誊抄在书签上，时时提醒自己勉励自己；另一份礼物是一张表格，尽管不精美，但对我们很管用，可以借助它养成好习惯。课上完，有的同学就说以后不上网了。尽管，这只是一时的想法，因为学习的需要，我们还是会上网，但相信同学们能把握网络这把双刃剑，因为，我们已开始层层设防啦！

第四篇：防火墙技术在电子商务中的应用

防火墙技术在电子商务中的应用

目 录

目录............................................................................(1)内容摘要.........................................................................(2)关键词..........................................................................(2)正文............................................................................(2)

一、电子商务的概念及交易问题.....................................................(2)

（一）、什么是电子商务............................................................(2)(二)、电子商务的交易过程.................................................(2)

二、电子商务中的信息安全问题、特性及威胁...............................(3)(一)、电子交易的安全概念、安全特性.........................................(3)

（二）、电子商务中的信息安全问题及威胁.....................................(4)

三、防火墙的技术与体系结构.............................................(6)

四、防火墙的简介与使用的益处.........................................(6)

五、防火墙常用技术和性能......................................................（11）

六、结论........................................................................(14)参考文献........................................................................(14)

浅谈防火墙技术在电子商务中的应用

内容摘要：防火墙技术作为保证电子商务活动中信息安全的第一道有效屏障，受到越来越多的关注。本文介绍了电子商务的概念、电子商务的交易过程、交易过程中的信息安全问题及威胁、重点介绍了电子商务交易系统的防火墙技术，讨论了建立网上安全信任机制的基础。

关键词：防火墙

电子商务

应用 正文:

一、电子商务的概念及交易问题(一)什么是电子商务

电子商务源于英文Electronic Commerce，简写为EC。是指一个机构利用信息和技术手段，改变其和供应商、用户、员工、合作伙伴、管理部门的互动关系，从而使自己变成为机动响应、快速响应、有效响应的响应性机构。电子商务的核心是商务；本质上是创造更多商机、提供更好商业服务的一种电子交易智能化手段。眼下，电子商务的含义已不仅仅是单纯的电子购物，电子商务以数据（包括文本、声音和图像）的电子处理和传输为基础，包含了许多不同的活动（如商品服务的电子贸易、数字内容的在线传输、电子转账、商品拍卖、协作、在线资源利用、消费品营销和售后服务）。它涉及产品（消费品和工业品）和服务（信息服务、财务与法律服务）；它包含了使用Internet和Web技术进行的所有的商务活动。

(二)、电子商务的交易过程

企业间电子商务交易过程大致可以分为交易前准备、交易谈判和签订合同、办理交易前手续以及交易合同的履行和索赔四个阶段。

(1)交易前的准备

买卖双方和参与交易的双方在这一阶段所作的签约前的准备活动。买方根据自己要买的商品，准备购货款，制订购货计划，进行货源的市场调查和分析，反复进行市场查询，通过交换信息来比较价格和条件，了解各个卖方国家的贸易政策，反复修改购货计划和进货计划，确定和审批购货计划。利用Internet和各种电子商务网络寻找自己满意的商品和商家。然后修改并最后确定和审批购货计划，再按计划确定购买商品的种类、规格、数量、价格、购货地点和交易方式等。而卖方则对自己所销售的商品，进行全面的市场调查和分析，了解各个买方国家的贸易政策，制订各种销售策略和销售方式，制作广告进行宣传，召开商品新闻发布会，利用Internet和各种电子商务网络发布商品广告等手段扩大影响，寻找贸易伙伴和交易机会，扩大贸易范围和商品所占市场的份额。

参加交易的其他各方如中介、银行金融机构、信用卡、商检系统、海关系统、保险、税务系统、运输公司等，买卖双方都少不了要为电子商务交易做好准备。

(2)交易谈判和签订贸易合同

买卖双方在这一阶段利用电子商务系统对所有交易细节在网上谈判，将双方磋商的结果做成文件，即以书面文件形式和电子文件形式签订贸易合同。交易双方可以利用现代电子通信设备和通信方法，经过认真谈判和磋商后，将双方在交易中的权利、所承担的义务、所购买商品的种类、数量、价格、交货地点、交货期、交易方式和运输方式、违约和索赔等均有明确的条款。全部以电子交易合同作出全面详细的规定，合同双方可以利用电子数据交换(EDI)进行签约，也可以通过数字签名等方式签约。

(3)办理交易进行前的手续

买卖双方从签订合同到开始履行合同要办理各种手续，这也是双方在交易前的准备过程。交易中要涉及到有关各方，即可能要涉及到中介、银行金融机构、信用卡、商检系统、海关系统、保险、税务系统、运输公司等与交易有关的各方。买卖双方要利用EDI与有关各方进行各种电子票据和电子单证的交换，直到办理完一切手续、商品开始发货为止。

(4)交易合同的履行和索赔

这一阶段是从买卖双方办完所有各种手续之后开始，卖方要备货、组货，进行报关、保险、取证、信用卡等手续，然后卖方将所购商品交付给运输公司包装、起运、发货。买卖双方可以通过电子商务服务器跟踪发出的货物，金融机构和银行也按照合同，处理双方收付款、并进行结算，出具相应的银行单据等，当买方收到所购的商品，整个交易过程就完成了。索赔是在买卖双方交易过程中出现违约时，需要进行违约处理的工作，受损方按贸易合同有关条款向违约方进行索赔。

二、电子商务中的信息安全问题、特性及威胁(一)、电子交易的安全概念、安全特性

电子商务安全是一个系统概念，不仅与计算机系统结构有关，还与电子商务应用的环境、人员素质和社会因素有关。其中交易的安全又是电子商务发展的核心和关键问题。交易对安全性的要求有如下几个方面：(1)有效性，因为交易对于交易双方都是一件十分严肃的事情，双方都对交易的信息认可。(2)保密性，即要求交易的信息只有交易双方知道，第三方不能通过网络获得。(3)完整性，包括过程的完整和数据资料的完整。(4)交易者身份的确定性，这是信用的前提。(5)交易的不可否认性，要求在交易信息的传输过程中为参与交易的个人，企业和国家提供可靠的标识。数据的安全主要包括数据的完整，不受损坏，不丢失。系统运行的可靠性要求保证电子商务参与者能在交易的过程始终能与交易对象进行信息资金的交换，保证交易不得中断。

虽然各种有效的手段可以保证电子商务的基本安全，但是层出不穷的病毒入侵和黑客攻击使得电子商务安全仍然是一个令人头痛的问题，那么如何加强电子商务的安全呢？

防火墙可以保证对主机和应用安全访问，保证多种客户机和服务器的安全性，保护关键部门不受到来自内部和外部的攻击，为通过Internet与远程访问的雇员、客户、供应商提供安全渠道。

与传统商务相比，电子商务具有许多特点：

其一，电子商务是一种快速、便捷、高效的交易方式。在电子商务中，信息的传递通过网络完成，速度很快，可以节省宝贵的交易时间。

其二，电子商务是在公开环境下进行的交易，其可以在全球范围内进行交易。由于借助互联网，这就使得经济交易突破了空间的限制；公开环境下的信息公开，使所有的企业可以平等地参与市场竞争。

其三，在电子商务中，电子数据的传递、编制、发送、接收都由精密的电脑程序完成，更加精确、可靠。

（二）、电子商务中的信息安全问题及威胁

1、电子商务的安全问题。总的来说分为二部分：一是网络安全，二是商务安全。计算机网络安全的内容包括：计算机网络设备安全，计算机网络系统安全，数据库安 全，工作人员和环境等。其特征是针对计算机网络本身可能存在的安全问题，实施网络安全增强方案，以保证计算机网络自身的安全性为目标。商务安全则紧紧围绕 传统商务在Internet上应用时产生的各种安全问题，在计算机网络安全的基础上，如何保障电子商务过程的顺利进行。即实现电子商务的保密性，完整性，可鉴别性，不可伪造性和不可依赖性。

在Internet上的电子商务交易过程中，最核心和最关键的问题就是交易的安全性。一般来说商务安全中普遍存在着以下几种安全隐患：

(1)窃取信息。由于未采用加密措施，数据信息在网络上以明文形式传送，入侵者在数据包经过的网关或路由器上可以截获传送的信息。通过多次窃取和分析，可以找到信息的规律和格式，进而得到传输信息的内容，造成网上传输信息泄密。

(2).恶意代码。它们将继续对所有的网络系统构成威胁，并且，其数量将随着Internet 的发展和编程环境的丰富而增多，扩散起来也更加便利，因此，造成的破坏也就越大。

(3)篡改信息。当入侵者掌握了信息的格式和规律后，通过各种技术手段和方法，将网络上传送的信息数据在中途修改，然后再发向目的地。这种方法并不新鲜，在路由器或网关上都可以做此类工作。

(4)假冒。由于掌握了数据的格式，并可以篡改通过的信息，攻击者可以冒充合法用户发送假冒的信息或者主动获取信息，而远端用户通常很难分辨。

(5)恶意破坏。由于攻击者可以接入网络，则可能对网络中的信息进行修改，掌握网上的机要信息，甚至可以潜入网络内部，其后果是非常严重的。

2、电子商务面临的安全威胁。根据攻击能力的组织结构程度和使用的手段，可以将威胁归纳为四种基本类型：无组织结构的内部和外部威胁与有组织结构的内部和外部威胁。一般来讲，对外部威胁，安全性强调防御；对内部威胁，安全性强调威慑。

(1)病毒。病毒是由一些不正直的程序员所编写的计算机程序，它采用了独特的设计，可以在受到某个事件触发时，复制自身，并感染计算机。如果在病毒可以通过某个外界来源进入网络时，网络才会感染病毒。

(2)恶意破坏程序。网站会提供一些软件应用的开发而变得更加活泼。这些应用可以实现动画和其他一些特殊效果，从而使网站更具有吸引力和互动性。恶意破坏程序是指会导致不同程度破坏的软件应用或者 Java 小程序。

(3)攻击。目前已经出现了各种类型的网络攻击，它们通常被分为三类：探测式攻击，访问攻击和拒绝服务（DOS）攻击。a.探测式攻击实际上是信息采集活动，黑客们通过这种攻击搜集网络数据，用于以后进一步攻击网。b.访问攻击用于发现身份认证服务、文件传输协议（FTP）功能等网络领域的漏洞，以访问电子邮件账号、数据库和其他保密信息。c.DOS 攻击可以防止用户对于部分或者全部计算机系统的访问。

(4)数据阻截。通过任何类型的网络进行数据传输都可能会被未经授权的一方截取。犯罪分子可能会窃听通信信息，甚至更改被传输的数据分组。犯罪分子可以利用不同的方法来阻截数据。

(5)垃圾信件。垃圾信件被广泛用于表示那些主动发出的电子邮件或者利用电子邮件广为发送未经申请的广告信息的行为。垃圾信件通常是无害的，但是它可能会浪费接收者的时间和存储空间，带来很多麻烦。

因此，随着电子商务日益发展和普及，安全问题显得异常突出，解决安全问题已成为我国电子商务发展的当务之急。

三、防火墙的技术与体系结构

（一）、什么是防火墙

防火墙是一个或一组在两个网络之间执行安全访问控制策略的系统,包括硬件和软件,目的是保护内部网络资源不被可疑人侵扰，防止内部受到外部的非法攻击。本质上，它遵从的是一种允许或阻止业务来往的网络通信安全机制,也就是提供可控的过滤网络通信，只允许授权的通讯。

（二）、使用防火墙的益处

(1)保护脆弱的服务

通过过滤不安全的服务，防火墙可以极大地提高网络安全和减少子网中主机的风险。例如，防火墙可以禁止NIS、NFS服务通过，防火墙同时可以拒绝源路由和ICMP重定向封包。

(2)集中的安全管理

防火墙对企业内部网实现集中的安全管理，在防火墙定义的安全规则可以运行于整个内部网络系统，而无须在内部网每台机器上分别设立安全策略。防火墙可以定义不同的认证方法，而不需要在每台机器上分别安装特定的认证软件。外部用户也只需要经过一次认证即可访问内部网。

(3)控制对系统的访问

防火墙可以提供对系统的访问控制。如允许从外部访问某些主机，同时禁止访问另外的主机。例如，防火墙允许外部访问特定的Mail Server和Web Server。

(4)策略执行

防火墙提供了制定和执行网络安全策略的手段。未设置防火墙时，网络安全取决于每台主机的用户。

(5)增强的保密性

使用防火墙可以阻止攻击者获取攻击网络系统的有用信息，如Finger和DNS。防火墙可以提供统计数据，来判断可能的攻击和探测。并且，防火墙可以记录和统计通过防火墙的网络通讯，提供关于网络使用的统计数据。

四、防火墙的简介与使用的益处

（一）、防火墙的简介

一个防火墙（作为阻塞点、控制点）能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。防火墙同时可以保护网络免受基于路由的攻击。

防火墙是为防止非法访问或保护专用网络而设计的一种系统。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口，能根据企业的安全政策控制（允许、拒绝、监测）出入网络的信息流，且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务，实现网络和信息安全的基础设施。

防火墙可用于硬件、软件或二者的组合。防火墙常常被用于阻止非法的互联网用户访问接入互联网的专用网络。所有的数据在进入或离开内部网络时都要经过防火墙，防火墙会检查每个数据包，并且阻止那些不符合指定安全标准的数据包。

一般来说，配置防火墙是为了防止外部无权限的交互式登录。这有助于防止“黑客”从机器登录到你的网络。更复杂的防火墙能够阻止从外部到内部的流量，但允许内网用户更自由的与外部交流。

防火墙非常重要因为它可以提供单一的阻止点,在这一点上可以采取安全和审计措施。防火墙提供了一个重要的记录和审计功能；它们经常为管理员提供关于已处理过的流量类型和数值的摘要。这是个非常重要的“点”，因为阻止点在网络中的作用相当于警卫保卫财产。

从理论上说，有两种类型的防火墙：应用层防火墙和网络层防火墙

它们的区别可能与你所想的不一致。二者的区别取决于防火墙使用的使流量从一个安全区到另一个安全区所采用的机制。国际标准化组织（ISO）开放系统互联(OSI)模型把网络分成七层，每一层都为上一层服务。更重要的是要认识到转发机制所在的层次越低，防火墙的检查就越少。

（1）应用层防火墙

应用层防火墙通常是代理服务器运行的主机，它不允许网络之间直接的流量，并在流量通过时做详细的记录和检查。由于代理应用程序只是防火墙上运行的软件，所以可在这做大量的记录和访问控制。应用层防火墙可用于网络地址转换，是因为在应用程序有效地伪装初始连接的来源之后流量可以从一边进入，另一边出去。

在某些情况下，有一个应用程序的方式可能会影响防火墙的性能，并可能会使防火墙降低透明度。早期的应用层防火墙对终端用户不是特别透明，并且还可能需要进行一些培训。然而，许多现代应用层防火墙是完全透明的。与网络层防火墙相比，应用层防火墙趋于提供更细化的审计报告，实行更保守的安全模型。

（2）网络层防火墙

这种类型决定了它的判定一般是基于源地址、目的地址及独立IP包中的端口。一个简单的路由器就是一个传统意义上的网络层防火墙，因为它不能做出复杂的判断，如数据包的发送目标和来源。现代的网络层防火墙变得更复杂得多，并且会随时关注通过防火墙的连接状态的信息。

另一个重要的不同于许多网络层防火墙的是它们可使流量直接通过，因此在使用时，你需要一个有效分配的IP地址块，或者是专用网络地址块。网络层防火墙的发展很迅速，对于用户来说几乎是透明的。

未来的防火墙将处于应用层防火墙和网络层防火墙之间。网络层防火墙可能会逐渐意识到经过它们的信息，应用层防火墙可能会变得越来越透明。最终将会是一种在数据通过时进行记录和检查的快速分组筛选系统。

在逻辑上，防火墙是一个分离器，一个限制器，也是一个分析器，有效地监控了内部网和Internet之间的任何活动，保证了内部网络的安全。防火墙可以是硬件型的，所有数据都首先通过硬件芯片监测，也可以是软件类型，软件在电脑上运行并监控，其实硬件型也就是芯片里固化了的软件，但是它不占用计算机CPU处理时间，可以功能作的非常强大处理速度很快，对于个人用户来说软件型更加方便实在。

（二）、防火墙的体系结构

防火墙对于企业网络的防御系统来说，是一个不可缺少的基础设施。在选择防火墙防火墙时，我们首先考虑的就是需要一个什么结构的产品，防火墙发展到今天，很多产品已经越来越象是一个网络安全的工具箱，工具的多少固然很重要，但系统的结构却是一个起决定性作用的前提。因为防火墙的结构决定了这些工具的组合能力，决定了当你在某种场合需要一个系统声称提供的功能的时候是不是真的能够用得上。

防火墙的基本结构可以分为包过滤和应用代理两种。包过滤技术关注的是网络层和传输层的保护，而应用代理则更关心应用层的保护。

包过滤是历史最久远的防火墙技术，从实现上分，又可以分为简单包过滤和状态检测的包过滤两种。

简单包过滤是对单个包的检查，目前绝大多数路由器产品都提供这样的功能，所以如果你已经有边界路由器，那么完全没有必要购买一个简单包过滤的防火墙产品。由于这类技术不能跟踪TCP的状态，所以对TCP层的控制是有漏洞的，比如当你在这样的产品上配置了仅允许从内到外的TCP访问时，一些以TCP应答包的形式进行的攻击仍然可以从外部通过防火墙对内部的系统进行攻击。简单包过滤的产品由于其保护的不完善，在99年以前国外的防火墙市场上就已经不存在了，但是目前国内研制的产品仍然有很多采用的是这种简单包过滤的技术，从这点上可以说，国内产品的平均技术水准至少比国外落后2到3年。

状态检测的包过滤利用状态表跟踪每一个网络会话的状态，对每一个包的检查不仅根据规则表，更考虑了数据包是否符合会话所处的状态。因而提供了更完整的对传输层的控制能力。同时由于一系列优化技术的采用，状态检测包过滤的性能也明显优于简单包过滤产品，尤其是在一些规则复杂的大型网络上。

顺便提一下免费软件中的包过滤技术，比较典型的是OpenBSD 和Linux中的IP Filter和IP Chains。一些有较强技术能力的网络管理人员喜欢利用这样的软件自己配置成防火墙。但是从实现的原理上分析，虽然它们提供了对TCP状态位的检查，但是由于没有跟踪TCP的状态，所以仍然是简单包过滤。值得关注的是Linux2.4中的IP Table，从其名称就可以看出，它在进行过滤时建立了一个用来记录状态信息的Table，已经具备了状态检测技术的基本特征。

包过滤结构的最大的优点是部署容易，对应用透明。一个产品如果保护功能十分强大，但是不能加到你的网络中去，那么这个产品所提供的保护就毫无意义，而包过滤产品则很容易安装到用户所需要控制的网络节点上，对用户的应用系统则几乎没有影响。特别是近来出现的透明方式的包过滤防火墙，由于采用了网桥技术，几乎可以部署在任何的以太网线路上，而完全不需要改动原来的拓扑结构。

包过滤的另一个优点是性能，状态检测包过滤是各种防火墙结构中在吞吐能力上最具优势的结构。

但是对于防火墙产品来说，毕竟安全是首要的因素，包过滤防火墙对于网络控制的依据仍然是IP地址和服务端口等基本的传输层以下的信息。对于应用层则缺少足够的保护，而大量的网络攻击是利用应用系统的漏洞实现的。

应用代理防火墙可以说就是为防范应用层攻击而设计的。应用代理也算是一个历史比较长的技术，最初的代表是TIS工具包，现在这个工具包也可以在网络上免费得到，它是一组代理的集合。代理的原理是彻底隔断两端的直接通信，所有通信都必须经应用层的代理转发，访问者任何时候都不能直接与服务器建立直接的TCP连接，应用层的协议会话过程必须符合代理的安全策略的要求。针对各种应用协议的代理防火墙提供了丰富的应用层的控制能力。可以这样说，状态检测包过滤规范了网络层和传输层行为，而应用代理则是规范了特定的应用协议上的行为。

对于使用代理防火墙的用户来说，在得到安全性的同时，用户也需要付出其它的代价。代理技术的一个主要的弱点是缺乏对应用的透明性，这个缺陷几乎可以说是天生的，因为它只有位于应用会话的中间环节，才会对会话进行控制，而几乎所有的应用协议在设计时都不

认为中间应该有一个防火墙存在。这使得对于许多应用协议来说实现代理是相当困难的。代理防火墙通常是一组代理的集合，需要为每一个支持的应用协议实现专门的功能，所以对于使用代理防火墙的用户来说经常遇到的问题是防火墙是不支持某个正在使用的应用协议，要么放弃防火墙，要么放弃应用。特别是在一个复杂的分布计算的网络环境下，几乎无法成功的部署一个代理结构的防火墙，而这种情况在企业内部网进行安全区域分割是尤其明显。

代理的另一个无法回避的缺陷是性能很差。代理防火墙必须建立在操作系统提供的socket服务接口之上，其对每个访问实例的处理代价和资源消耗接近于Web服务器的两倍。这使得应用代理防火墙的性能通常很难超过45Mbps的转发速率和1000个并发访问。对于一个繁忙的站点来说，这是很难接受的性能。

代理防火墙的技术发展远没有包过滤技术活跃，比较一下几年以前的TIS和现在的代理类型的商用产品，在核心技术上几乎没有什么变化，变化的主要是增加了协议的种类。同时为了克服代理种类有限的局限性，很多代理防火墙同时也提供了状态检测包过滤的能力，当用户遇到防火墙不能支持的应用协议时，就以包过滤的方式让其通过。由于很难将这两者的安全策略结合在一起，所以混合型的产品通常更难于配置，也很难真正的结合两者的长处。

状态检测包过滤和应用代理这两种技术目前仍然是防火墙市场中普遍采用的主流技术，但两种技术正在形成一种融合的趋势，演变的结果也许会导致一种新的结构名称的出现。我们在NetEye防火墙中以状态检测包过滤为基础实现了一种我们暂时称之为“流过滤”的结构，其基本的原理是在防火墙外部仍然是包过滤的形态，工作在链路层或IP层，在规则允许下，两端可以直接的访问，但是对于任何一个被规则允许的访问在防火墙内部都存在两个完全独立的TCP会话，数据是以“流”的方式从一个会话流向另一个会话，由于防火墙的应用层策略位于流的中间，因此可以在任何时候代替服务器或客户端参与应用层的会话，从而起到了与应用代理防火墙相同的控制能力。比如在NetEye防火墙对SMTP协议的处理中，系统可以在透明网桥的模式下实现完全的对邮件的存储转发，并实现丰富的对SMTP协议的各种攻击的防范功能。

“流过滤”的另一个优势在于性能，完全为转发目的而重新实现的TCP协议栈相对于以自身服务为目的的操作系统中的TCP协议栈来说，消耗资源更少而且更加高效，如果你需要一个能够支持几千个，甚至数万个并发访问，同时又有相当于代理技术的应用层防护能力的系统，“流过滤”结构几乎是唯一的选择。

防火墙技术发展这么多年，已经成为了网络安全中最为成熟的技术，是安全管理员手中有效的防御工具。但是防火墙本身的核心技术的进步却从来没有停止过，事实上，任何一个

安全产品或技术都不能提供永远的安全，因为网络在变化，应用在变化，入侵的手段在变化。对于防火墙来说，技术的不断进步才是真实的保障。

五、防火墙常用技术和性能

（一）、防火墙的四种基本类型

根据防火墙所采用的技术不同,我们可以将它分为四种基本类型:包过滤型、网络地址转换—NAT、代理型和监测型。

（1）、包过滤型

包过滤型产品是防火墙的初级产品,其技术依据是网络中的分包传输技术。网络上的数据都是以“包”为单位进行传输的,数据被分割成为一定大小的数据包,每一个数据包中都会包含一些特定信息,如数据的源地址、目标地址、TCP/UDP源端口和目标端口等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些“包”是否来自可信任的安全站点 ,一旦发现来自危险站点的数据包,防火墙便会将这些数据拒之门外。系统管理员也可以根据实际情况灵活制订判断规则。

包过滤技术的优点是简单实用,实现成本较低,在应用环境比较简单的情况下,能够以较小的代价在一定程度上保证系统的安全。

但包过滤技术的缺陷也是明显的。包过滤技术是一种完全基于网络层的安全技术,只能根据数据包的来源、目标和端口等网络信息进行判断,无法识别基于应用层的恶意侵入,如恶意的Java小程序以及电子邮件中附带的病毒。有经验的黑客很容易伪造IP地址,骗过包过滤型防火墙。

（2）、网络地址转化—NAT 网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的、外部的、注册的IP地址标准。它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网。它还意味着用户不许要为其网络中每一台机器取得注册的IP地址。

在内部网络通过安全网卡访问外部网络时，将产生一个映射记录。系统将外出的源地址和源端口映射为一个伪装的地址和端口，让这个伪装的地址和端口通过非安全网卡与外部网络连接，这样对外就隐藏了真实的内部网络地址。在外部网络通过非安全网卡访问内部网络时，它并不知道内部网络的连接情况，而只是通过一个开放的IP地址和端口来请求访问。OLM防火墙根据预先定义好的映射规则来判断这个访问是否安全。当符合规则时，防火墙认为访问是安全的，可以接受访问请求，也可以将连接请求映射到不同的内部计算机中。当不符合规则时，防火墙认为该访问是不安全的，不能被接受，防火墙将屏蔽外部的连接请求。

网络地址转换的过程对于用户来说是透明的，不需要用户进行设置，用户只要进行常规操作即可。

（3）、代理型

代理型防火墙也可以被称为代理服务器,它的安全性要高于包过滤型产品,并已经开始向应用层发展。代理服务器位于客户机与服务器之间,完全阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看,代理服务器相当于一台真正的服务器;而从服务器来看,代理服务器又是一台真正的客户机。当客户机需要使用服务器上的数据时,首先将数据请求发给代理服务器,代理服务器再根据这一请求向服务器索取数据,然后再由代理服务器将数据传输给客户机。由于外部系统与内部服务器之间没有直接的数据通道,外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统。

代理型防火墙的优点是安全性较高,可以针对应用层进行侦测和扫描,对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效。其缺点是对系统的整体性能有较大的影响,而且代理服务器必须针对客户机可能产生的所有应用类型逐一进行设置,大大增加了系统管理的复杂性。

（4）、监测型

监测型防火墙是新一代的产品,这一技术实际已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的、实时的监测,在对这些数据加以分析的基础上,监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。同时,这种检测型防火墙产品一般还带有分布式探测器,这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中,不仅能够检测来自网络外部的攻击,同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用。据权威机构统计,在针对网络系统的攻击中,有相当比例的攻击来自网络内部。因此,监测型防火墙不仅超越了传统防火墙的定义,而且在安全性上也超越了前两代产品

虽然监测型防火墙安全性上已超越了包过滤型和代理服务器型防火墙,但由于监测型防火墙技术的实现成本较高,也不易管理,所以目前在实用中的防火墙产品仍然以第二代代理型产品为主,但在某些方面也已经开始使用监测型防火墙。基于对系统成本与安全技术成本的综合考虑,用户可以选择性地使用某些监测型技术。这样既能够保证网络系统的安全性需求,同时也能有效地控制安全系统的总拥有成本。

实际上,作为当前防火墙产品的主流趋势,大多数代理服务器(也称应用网关)也集成了包过滤技术,这两种技术的混合应用显然比单独使用具有更大的优势。由于这种产品是基于应用的,应用网关能提供对协议的过滤。例如,它可以过滤掉FTP连接中的PUT命令,而且通过代理应用,应用网关能够有效地避免内部网络的信息外泄。正是由于应用网关的这些特点,使得应用过程中的矛盾主要集中在对多种网络应用协议的有效支持和对网络整体性能的影响上。

（二）、防火墙的选择

网络防火墙技术的作为内部网络与外部网络之间的第一道安全屏障，是最先受到人们重视的网络安全技术，就其产品的主流趋势而言，大多数代理服务器（也称应用网关）也集成了包滤技术，这两种技术的混合应用显然比单独使用更具有大的优势。那么我们究竟应该在哪些地方部署防火墙呢?首先,应该安装防火墙的位置是公司内部网络与外部Internet的接口处,以阻挡来自外部网络的入侵;其次,如果公司内部网络规模较大,并且设置有虚拟局域网(VLAN),则应该在各个VLAN之间设置防火墙;第三,通过公网连接的总部与各分支机构之间也应该设置防火墙,如果有条件,还应该同时将总部与各分支机构组成虚拟专用网(VPN)。

安装防火墙的基本原则是:只要有恶意侵入的可能,无论是内部网络还是与外部公网的连接处,都应该安装防火墙。选择防火墙的标准有很多,但最重要的是以下几条:（1）总拥有成本防火墙产品作为网络系统的安全屏障,其总拥有成本(TCO)不应该超过受保护网络系统可能遭受最大损失的成本。以一个非关键部门的网络系统为例,假如其系统中的所有信息及所支持应用的总价值为10万元,则该部门所配备防火墙的总成本也不应该超过10万元。当然,对于关键部门来说,其所造成的负面影响和连带损失也应考虑在内。如果仅做粗略估算,非关键部门的防火墙购置成本不应该超过网络系统的建设总成本,关键部门则应另当别论。

（2）防火墙本身是安全的。作为信息系统安全产品,防火墙本身也应该保证安全,不给外部侵入者以可乘之机。如果像马其顿防线一样,正面虽然牢不可破,但进攻者能够轻易地绕过防线进入系统内部,网络系统也就没有任何安全性可言了。

通常,防火墙的安全性问题来自两个方面:其一是防火墙本身的设计是否合理,这类问题一般用户根本无从入手,只有通过权威认证机构的全面测试才能确定。所以对用户来说,保守的方法是选择一个通过多家权威认证机构测试的产品。其二是使用不当。一般来说,防火墙的许多配置需要系统管理员手工修改,如果系统管理员对防火墙不十分熟悉,就有可能在配置过程中遗留大量的安全漏洞。

（3）管理与培训。管理和培训是评价一个防火墙好坏的重要方面。我们已经谈到,在计算防火墙的成本时,不能只简单地计算购置成本,还必须考虑其总拥有成本。人员的培训和日常维护费用通常会在TCO中占据较大的比例。一家优秀秀的安全产品供应商必须为其用户提供良好的培训和售后服务。

（4）可扩充性。在网络系统建设的初期,由于内部信息系统的规模较小,遭受攻击造成的损失也较小,因此没有必要购置过于复杂和昂贵的防火墙产品。但随着网络的扩容和网络应用的增加,网络的风险成本也会急剧上升,此时便需要增加具有更高安全性的防火墙产品。如果早期购置的防火墙没有可扩充性,或扩充成本极高,这便是对投资的浪费。好的产品应该留给用户足够的弹性空间,在安全水平要求不高的情况下,可以只选购基本系统,而随着要求的提高,用户仍然有进一步增加选件的余地。这样不仅能够保护用户的投资,对提供防火墙产品的厂商来说,也扩大了产品覆盖面。

（5）防火墙的安全性。防火墙产品最难评估的方面是防火墙的安全性能,即防火墙是否能够有效地阻挡外部入侵。这一点同防火墙自身的安全性一样,普通用户通常无法判断。即使安装好了防火墙,如果没有实际的外部入侵,也无从得知产品性能的优劣。但在实际应用中检测安全产品的性能是极为危险的,所以用户在选择防火墙产品时,应该尽量选择占市场份额较大同时又通过了权威认证机构认证测试的产品。

六、结论

随着电子商务的不断发展，安全是保证电子商务健康有序发展的关键因素，防火墙技术必将在网络安全方面着发挥更加重要的作用和价值。

七、参考文献

1、《电子商务》 翟才喜 杨敬杰主编 东北财经大学出版社 2002.2

2、《中国电子商务年鉴》2003 卷

第五篇：防火墙技术的应用

防火墙技术的应用

作 者：郭 丽 指导老师：李争艳

摘 要：为了保护计算机、服务器和网络资源免遭攻击破坏, 提出了防火墙技术是当前比较流行而且是比较可行的一种网络安全防护技术。本论文从实际应用的角度对防火墙的应用问题进行了探讨分析，阐述了防火墙的几种技术及其应用模式。最后，详细介绍了防火墙的应用设计。

关键词：防火墙；防火墙技术；防火墙应用模式；防火墙应用设计 防火墙概述

防火墙是设置在不同网络（如可信任的企业内部网络与不可信任的外部公共网络）或者不同网络安全域之间的一系列部件（包括软件和硬件）的组合。它是不同网络或网络安全域之间信息和数据的唯一出入口，能够根据网络管理人员制定的网络安全策略控制出入网络的各种数据信息流，从而对所受保护的网络提供信息安全服务。在逻辑上，防火墙是一个分离器、一个限制器，也是一个分析器，它有效地监控了所要保护的内部网和外部公共网络之间的任何活动，用于确定网络哪些内部服务允许外部访问，以及内部网络主机访问哪些外部服务等，从而保证了所要保护的内部计算机网络的稳定正常运行以及内部网络上数据和信息资源的完整性、可用性和保密性。不同技术的防火墙实现的功能的侧重点不同，从某种意义来说，防火墙实际上代表了一个网络的访问控制原则。防火墙技术是计算机网络安全领域中最为关键和有效的技术之一，它设置在相对安全的内部网和相对不安全的而又具有大量资源和信息的外部网之间，执行网络安全策略，以有效地阻止来自外界的网络攻击，保护内部网络正常运行以及资源和信息的安全。通过以上分析我们可以看出防火墙从理论上应该具有下列特点：内部和外部的所有网络数据流必须经过防火墙；只有符合安全策略的数据流才能通过防火墙；防火墙本身应该坚固安全可靠。

第1页(共14页)2 防火墙技术

防火墙技术分为包过滤，代理，NAT，状态监测等几种技术。2.1 包过滤技术

包过滤工作在网络层和逻辑链路层之间。日益增多的众多IP路由产品正使包过滤成为一种改善网络安全的工具。如果恰当使用，对具有安全意识的网络管理者来说，包过滤是一种有用的工具。但它的有效利用需要对它的实际能力和缺点的充分了解，以及对用于过滤器的特定协议的特点的充分了解。首先检查包过滤作为一种网络安全度量的效用，简要地比较了IP包过滤和其它的网络安全方法如应用级网关，描述了包过滤在每一个包中检查什么，及涉及包过滤时的通用应用协议的特性。然后鉴别和检查了许多当前包过滤实现中出现的一些共同问题，说明这些问题怎样不费力地破坏网络管理者的意图并导致一种虚假的安全感，并对这些问题提出解决方案。

这里把包过滤看作一种实现网络安全策略的机制。需要考虑的事项是来自站点或网络管理者的观点(他们是那些在维持他们的站点或网络足够的安全时，对提供好的可能的服务给他们的用户感兴趣的人)，站点或网络管理者的观点必定和服务提供者或路由器供应商所有的观点不一样(他们感兴趣的是提供网络服务或产品给用户)。始终假定站点管理者通常对于阻止外面的人进入更感兴趣，而不是设法管辖内部的人，并假定目的是阻止外而的人侵入和内部的人偶尔接触到有价值的数据或服务，而不是防止内部的人有意地或恶意地暗中破坏安全措施。

包过滤能被用于实现各种不同的网络安全策略。这些策略的第一个目的通常在于防止未经授权的网络访问，而没有阻碍授权的访问。未经授权的访问和授权的访问的定义在不同机构有很大的不同。第二个目的通常为机制在执行用户了解和安全措施的应用程序认识方面是透明的。另一个目的是机制对于配置和维护是简单的，从而提高策略被正确和彻底的实现的可能性。或多或少的，包过滤是完成所有这些目的的一种机制，但这只能通过对于它的优势和缺点的透彻地了解及它的实际能力的小心运用来达到。

为了网络安全，包过滤的一般的可供选择的方法包括用网络访问保护

第2页(共14页)每一台机器和使用应用网关。以全有或全无(一种非常粗糙的包过滤形式)为基础允许网络访问，然后尝试去保护具有网络访问权的每一台机器一般是不切实际的，没有几个站点有办法去保护并监控每一台需要偶然的网络访问的机器。应用网关，诸如被AT&T, DEC和其他几个机构使用的那些，通常也是不切实际的。因为它们为了到达外部主机，要求内部主机运行改良(通常被定做或其他方面不是通用的)版本的应用程序(如FTP和Telnet)。如果一个恰当改良版本的应用程序对于一个特定的主机(如适合于个人计算机的改良的Telnet客户机)是不可用的，内部主机的用户简直是不幸的，而且不能到达过去的应用网关。

在这里用到的允许和拒绝同路由和丢弃的意义是相同的。如果路由器决定允许或路由一个包，那么它将被送到它的目的地，好像路由不曾发生。如果路由器决定拒绝或丢弃一个包，那么该包仅仅被丢弃，好像它不曾存在一样。依赖于过滤实现(有时候是过滤说明)，路由器可能给被丢弃的包的源主机回送一个ICMP信息(通常为主机不可达信息)，或只是假装不曾收到该包。另外，本文中，入站和出站通常用于从受保护网络作为一个整体的观点谈到连接或包，有时用于从过滤器路由器(在内部网络边缘，内部网络和外部网络之间)的观点谈到包，或用于涉及包经过的路由器接口。一个包在它到外部网络的路上，对于过滤路由器来说，可能看来是入站的，但从内部网络作为一个整体来说，该包是出站的。一个出站连接是由内部机器上的客户机发起到外部机器上的服务器的连接。注意:当连接作为一个整体是出站的，它既包括出站包(指那些从内部客户机到外部服务器的)又包括入站包(指那些从外部服务器回到内部客户机的)。同样地，一个入站连接是一个由外部机器上的客户机发起到内部机器上的服务器的连接。对于一个包来说，入站接口是在包出现的过滤路由器上的接口，而出站接口是包将经由它出去的接口，如果它不被应用过滤规则拒绝的话。2.2代理技术

具有因特网访问功能的主机代替其它主机完成与因特网的通信，这就是代理服务。代理只对单个(或很小一部分)主机提供因特网访问服务，尽管它看起来像是对所有的主机提供服务。

代理服务其运行在一个双宿主主机或一个堡垒主机上:一些可以与用户交谈的主机同样也可以与外界交谈。用户的代理程序与这个代理服务器

第3页(共14页)交谈，而不是直接与外部的因特网上的真实的服务器交谈。这个代理服务器接收来自客户的要求，应决定哪个请求可以传送，那个可以不考虑。如果一个请求是许可的，代理服务器就会代表客户与真正的服务器交谈，继而将客户请求传达给真实服务器，并将真实服务器的应答返回给客户。代理服务对用户是透明的，用户与代理服务器交谈就像与真实服务器交谈一样；而对真实服务器米说，它是于一个运行于代理服务器主机上的用户交谈，而并不知道用户的真实所在。代理技术有如下特点：

（1）代理服务允许用户直接地访问因特网服务

使用双宿主主机方式，用户需要在访问任何因特网服务之前连入这个主机，通常这样做很不方便，会使一些用户变得很沮丧，以至于是他们在防火墙周围寻找通道。使用代理服务，用户会认为他们是在直接与因特网服务器进行交流。

当然，后台仍会有更多程序在运行，但它们对于用户来说通常是透明的。当代理服务允许用户通过它们连入因特网时，它们不允许在用户系统和因特网之间直接传送数据包。数据包的传输道路是间接的:或者通过双宿主主机，或者通过一个堡垒主机和屏蔽路由器系统。（2）代理服务可以优化日志服务

因为代理服务器可以优先选择协议，所以它们允许日志服务以一种特殊有效的方式运行。例如，一个FTP代理服务器可以只记录已发出的命令和服务器返回的应答，来代替记录所有传送的数据，这样会产生一个小的多也有用的多的日志。

（3）代理服务滞后于非代理服务

尽管代理软件广泛用于类似FTP和Telnet这些陈旧的简单的服务，但新的或不常用服务的代理软件却较难找到。在一个新的服务出现以后，通常要经过一个明显的延迟，它的代理服务器才会出现，滞后时间的长短主要依赖于为代理而设计的服务器。这时的一个站点在提供一项新的服务时，难以立刻提供相应的代理服务。如果某个内部子系统需要一种新的服务，那么在找到合适的代理软件之前，将不得不把它置于防火墙之外，这等于打开了潜在的安全缺口。

（4）不同的服务可能要求不同的服务器

第4页(共14页)可能需要为每项服务设置不同的代理服务器。因为代理服务器需要理解这个服务所用的协议，以判断什么是允许的，什么是不允许的，并且它还得扮演两个角色，对真实服务器来说它是用户，对代理服务器来说它是真实服务器。挑选、安装和配置所有这些不同的代理服务可能是一项庞大的工程。

根据所用的代理软件的不同，配置的难易程度也大不相同，在一个地方容易做的事情可能在其它地方非常困难。例如，容易配置的服务器通常实用性比较差，它们之所以可以比较容易地配置，是因为它们限制了各种使用条件，这些条件可能是正确的，也可能根本不适合你的站点。（5）代理服务对用户的限制比较多

代理服务器通常要求对用户和使用过程进行限制，每一种限制都有不足之处，人们无法按他们自己的步骤来随心所欲地使用代理服务。由于这些限制，代理服务就不能像非代理服务运行得那样好，它们往往可能曲解协议，而且也缺少一定的灵活性。2.3 NAT技术

网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的、外部的、注册的IP地址标准。它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网。它还意味着用户不许要为其网络中每一台机器取得注册的IP地址。在内部网络通过安全网卡访问外部网络时，将产生一个映射记录。系统将外出的源地址和源端口映射为一个伪装的地址和端口，让这个伪装的地址和端口通过非安全网卡与外部网络连接，这样对外就隐藏了真实的内部网络地址。在外部网络通过非安全网卡访问内部网络时，它并不知道内部网络的连接情况，而只是通过一个开放的IP地址和端口来请求访问。OLM防火墙根据预先定义好的映射规则来判断这个访问是否安全。当符合规则时，防火墙认为访问是安全的，可以接受访问请求，也可以将连接请求映射到不同的内部计算机中。当不符合规则时，防火墙认为该访问是不安全的，不能被接受，防火墙将屏蔽外部的连接请求。网络地址转换的过程对于用户来说是透明的，不需要用户进行设置，用户只要进行常规操作即可。

NAT的工作过程如图1所示：

在内部网络通过安全网卡访问外部网络时，将产生一个映射记录。系统将外出的源地址和源端口映射为一个伪装的地址和端口，让这个伪装的第5页(共14页)地址和端口通过非安全网卡与外部网络连接，这样对外就隐藏了真实的内部网络地址。

图1 NAT工作过程

在外部网络通过非安全网卡访问内部网络时，它并不知道内部网络的连接情况，而只是通过一个开放的IP地址和端口来请求访问。OLM防火墙根据预先定义好的映射规则来判断这个访问是否安全。当符合规则时，防火墙认为访问是安全的，可以接受访问请求，也可以将连接请求映射到不同的内部计算机中。当不符合规则时，防火墙认为该访问是不安全的，不能被接受，防火墙将屏蔽外部的连接请求。网络地址转换的过程对于用户来说是透明的，不需要用户进行设置，用户只要进行常规操作即可。2.4状态监测技术

这是继“包过滤”技术和“应用代理”技术后发展的防火墙技术，它是CheckPoint技术公司在基于“包过滤”原理的“动态包过滤”技术发展而来的，与之类似的有其他厂商联合发展的“深度包检测”（Deep Packet Inspection）技术。这种防火墙技术通过一种被称为“状态监视”的模块，在不影响网络安全正常工作的前提下采用抽取相关数据的方法对网络通信的各个层次实行监测，并根据各种过滤规则做出安全决策。

“状态监测”技术在保留了对每个数据包的头部、协议、地址、端口、第6页(共14页)类型等信息进行分析的基础上，进一步发展了“会话过滤”功能，在每个连接建立时，防火墙会为这个连接构造一个会话状态，里面包含了这个连接数据包的所有信息，以后这个连接都基于这个状态信息进行，这种检测的高明之处是能对每个数据包的内容进行监视，一旦建立了一个会话状态，则此后的数据传输都要以此会话状态作为依据，例如一个连接的数据包源端口是8000，那么在以后的数据传输过程里防火墙都会审核这个包的源端口还是不是8000，否则这个数据包就被拦截，而且会话状态的保留是有时间限制的，在超时的范围内如果没有再进行数据传输，这个会话状态就会被丢弃。状态监视可以对包内容进行分析，从而摆脱了传统防火墙仅局限于几个包头部信息的检测弱点，而且这种防火墙不必开放过多端口，进一步杜绝了可能因为开放端口过多而带来的安全隐患。

由于状态监视技术相当于结合了包过滤技术和应用代理技术，因此是最先进的，但是由于实现技术复杂，在实际应用中还不能做到真正的完全有效的数据安全检测，而且在一般的计算机硬件系统上很难设计出基于此技术的完善防御措施（市面上大部分软件防火墙使用的其实只是包过滤技术加上一点其他新特性而已）。

3防火墙的应用模式

由于网络拓扑结构和安全需求等方面的差异，在使用防火墙构建网络安全防护系统时，其应用模式可能是千差万别的。总的来说，比较典型的防火墙应用模式有4种。

3.1屏蔽路由器（Screened Route）

这种应用模式采用单一的分组过滤型防火墙或状态检测型防火墙来实现。通常，防火墙功能由路由器提供（在路由器上增加一个防火墙模块），该路由器设置在内部网与internet之间，根据预先设置的安全规则对进人内部网的信息流进行安全过滤。在这种应用模式中，防火墙功能也可以用单独的防火墙设备或主机来实现，设置在内部网与路由器之间。参见图2：

内部网

屏蔽

路由器

INTERNET

图2 屏蔽路由器 第7页(共14页)这种应用模式的优点是数据转发速度快，冈络性能损失较小，易于实现，费用较低、它的缺点是安全性比较脆弱，尤其是分组过滤型防火墙，容易被人侵者攻破，进而入侵内部网。3.2双宿主机网关（Dual Homed Gateway）

这种应用模式采用单一的代理服务型防火墙来实现。通常，防火墙是由一个运行代理服务软件的主机实现的。这种主机称为堡垒主机（Bastion Host），而具有两个网络接口的堡垒。主机称为双宿主机（Dual Home）。这种应用模式由双宿主机充当内部网与internet之间的网关，并在其上运行代理服务器软件，受保护的内部网与Internet之间不能直接建立连接，必 须通过堡垒主机才能进行通信外部用户只能看到堡垒主机。而不能看到内部网的实际服务器和其他资源。受保护网络的所有开放服务必须由堡垒主机上的代理服务软件来实施。参见图3：

内部网

堡垒

主机

INTERNET

图3 双宿主机网关

这种应用模式的安全性略好一些。但仍然比较脆弱，因为堡垒主机是惟一的安全屏障，一旦被人侵者攻破。内部网将失去保护。3.3屏蔽主机网关（Screened Host Gateway）

这种应用模式采用双重防火墙来实现，一个是屏蔽路由器，构成内部网的第一道安全屏障；另一个是堡垒主机．构成内部网的第二道安全屏障。参见图4：

内部网

堡垒 主机 屏蔽 路由器

INTERNET

图4 屏蔽主机网关

屏蔽路由器基于下列规则过滤分组流：堡垒主机是内部网惟一的系统，允许外部用户与堡垒主机建立连接，并且只能通过与堡垒主机建立连接来访问内部网提供的服务。由于这种应用模式设有两道安全屏障，并且是由两种不同的防火墙构成的，可以优势互补和相互协调。因此，具有较高的第8页(共14页)安全性，并且比较灵活。

3.4屏蔽子网网关（Screened Subnet Gateway）

这种应用模式是在内部网与internet之间设置一个独立的屏蔽子网，在内部网与屏蔽子网之间和屏蔽子网与Internet之间都要没置一个屏蔽路由器，堡垒主机连接在屏蔽子网上。堡垒主机是惟一的内部网和Internet都能访问的系统，但要受到屏蔽路由器过滤规则的限制。参见图5：

屏蔽子网

内部网

堡垒 主机

堡垒主机

屏蔽 路由器

INTERNET

图5 屏蔽子网网关

在这种应用模式中，内部服务器设有三道安全屏障：两个屏蔽路由器和堡垒主机，入侵者要入侵内部网必须攻破两个屏蔽路由器和堡垒主机，这显然是相当困难的。因此，具有更高的安全性，比较适合保护大型的网络，但成本也比较高。防火墙的应用设计

根据行业特征和应用性质可将网络系统大致分成校园网、企业网、商务网、金融网、政务网以及军用网等。这些网络系统的安全需求是不相同的，必须采用与其应用性质相适应的安全措施来构建完整的网络安全体系。以满足各种网络系统的安全需求，完整的网络安全体系应当包括防护、检测、响应和管理等各个环节，不是单靠某一种安全技本来解决的，也要形成一个动态的安全防护系统。其中，防火墙是整个网络安全体系的基础和关键环节，也是一种常用的安全防护技术，它作为第一道安全屏障最容易受到人侵者的攻击。因此，除了防火墙本身应具有较好的安全防护能力之外，防火墙的应用方案设计也是十分重要的。

第9页(共14页)防火墙的应用方案设计一般包括安全需求分析、网络安全系统设计和安全策略设计3部分。4.1安全需求分析

根据网络应用性质，可以将网络应用环境分成3种：开放的、专用的和内部的。不同的网络应用环境所面临的安全风险和需求是不同的，其安全解决方案也有所不同。

（1）开放的网络应用环境：在开放的网络应用环境中，网络服务和信息内容向internet上的所有用户完全开放，如连接在Internet上的各种开放的Web服务器等。这种开放的应用环境一般不存在信息内容保密和用户身份验证问题，它所面临的安全风险是拒绝服务（Dos）篡改网页内容以及被非法利用等。这些安全风险需要采用多种安全措施来防范，包括使用接纳控制技术阻止入侵者非法获取系统控制权、使用防火墙技术过滤“有害”的信息，使用“补丁”程序来阻塞系统安全漏洞，使用入侵检测技术来检测和发现网络攻击行为等。这种应用环境的安全要求相对较低，防火墙的作用是次要的，必要时可采用屏蔽路由器模式。

（2）专用的网络应用环境：在专用的网络应用环境中，网络服务和信息内容是半开放的。只允许授权用户通过Internet来访问。这些授权用户是可信任的，他们通常是商业合作伙伴或者本单位的外地员工。这种专用的应用环境所面临的安全风险是假冒合法用户获取信息以及信息传输过程中被非法截获或者篡改等。前者属于网络安全问题，主要是用防火墙等技术来防范；后者属于信息安全问题，主要采用VPN等枝术来解决信息传输过程中的数据机密性和数据完整性问题。

在这种网络应用环境中，一般要在内部网与Internet之间设置防火墙，并通过安全规则来控制外部用户对内部网资源（如Web服务器和其他服务器）的访问。根据网络服务的安全要求，选择适当的防火墙应用模式来建立网络安全防护系统。除了防火墙外，还应当使用VPN技术、基于数字证书的访问控制技术等来解决信息交换安全问题。

（3）内部的网络应用环境：在内部的网络应用环境中，内部网与Internet是物理隔离的，网络服务器没置在内部网，只允许内部用户通过内部网访问网络服务器，这是一种封闭的网络环境。它所面临的安全风险是内部用户的非授权访问，窃取和泄露机密信息等。其防范措施主要侧重

第10页(共14页)于解决内部用户对内部网的攻击问题，如采用VLAN、访问控制、安全审计和安全管理等防范措施。

由于不同的网络应用环境所面临的安全风险是各不相同的，不能一概而论。因此必须针对不同网络应用环境所面临的安全风险采取适当的安全措施来增强系统安全性。在系统安全性、网络性能损失和系统费用等方面寻找一个最佳平衡点，减少盲目性。4.2网络安全系统设计

在上述的4种防火墙应用模式中，每一种应用模式所提供的安全防护能力和系统费用都是不相同的。在网络安全系统设计中，应当根据网络应用系统的安全需求来构造网络安全体系。

在安全要求不高的情况下，一般采用屏蔽路由器或双宿主机网关应用模式来构造网络安全系统。这样在满足系统安全需求前提下，有利于降低系统费用，简化网络管理。在屏蔽路由器或双穴主机网关应用模式不能满足系统安全需求的情况下，可以考虑采用屏蔽主机网关或屏蔽子网网关应用模式。

例如：在基于屏蔽子网网关应用模式构建的网络安全系统中，必须将内部网划分为3个子网：内部子网、屏蔽子网与外部网（如Internet）。不同子网的安全需求是不同的。屏蔽子网网关模式采用了两个屏蔽路由器，一个位于内都子网和屏蔽子网之间的内部屏蔽路由器；另一个位子屏蔽子网与外部网之间的外部屏蔽路由器。从网络体系结构上通过屏蔽子网将内部子网与不可信的外部网隔离开。外部屏蔽路由器的作用是保证外部网发来的数据包只能到达屏蔽子网，而且只能将屏蔽子网中的数据包输出到外部网上。内部屏蔽路由器的作用是保证内部网发来的数据包只能输出到屏蔽子网上，而不能到达外部网。这样内部网和外部网之间不能直接通信，双方都只能到达屏蔽子网。由于屏蔽子网是内部子网与外部网之间的隔离区，所以屏蔽子网也称为“非军事区”或“停火区”。图6所示是一种基于屏蔽子网网关应用模式的网络安全系统结构。

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图6 网络安全系统结构

内部屏蔽路由器还应当提供网络地址翻译器（NAT）功能。NAT允许在内部网络中使用私有IP地址。而私有IP地址在internet中是不可见的，可见的只是代理服务器的公用IP地址。这样，在屏蔽内部子网结构的同时，还解决了公用IP地址短缺问题。

对于各种对外开放的网络服务器，如Web服务器、FTP服务器、E-mail服务器以及DNS服务器等可以放置在屏蔽子网中。为了使内部用户能够仿问Internet，在屏蔽子网上设置一个堡垒主机，提供代理服务器功能。这样，既可以使外部用户能方便浏览开放的信息服务、与内部网用户交换邮件等，又防止了外部用户攻击内部网，篡改数据或破坏系统。在这种网络安全体系结构中，入侵者想要攻击内部网，必须连续地攻破外部分组过滤器、代理服务器和内部分组过滤器等三道防火墙。即使高明的黑客也是相当困难的。

合理地配置防火墙可以防御多种网络攻击，例如：

（1）在防火墙中配置多块网卡，不同的网卡对应于不同的网段，通过将网卡与对应网段绑定，可以防御IP地址欺骗的攻击。

（2）在防火墙中阻塞ICMP报文，只允许某些类型（如回应请求类型）的ICMP报文通过，可以防御“Ping Of death”之类的攻击。

（3）在防火墙中阻塞ActiveX和Java Applets程序，可以防御恶意程序对内部主机进行攻击。

（4）在防火墙中使用NAT功能，所有从防火墙流出的IP数据包的源地址均为防火墙上保留的合法IP地址，不仅可以使内部主机共享有限的 Internet IP地址，而且能够隐藏内部网络信息。

（5）在防火墙中使用认证功能，可以对主机地址、网卡地址和主机名进行认证，还可以对用户身份进行认证，例如采用口令认证、RADIUS认证以及硬件参与认证等，可以防御地址欺骗、身份假冒等攻击。

另外，对于处于不同地理位置上的内部网通过Internet交换信息时，可以采用VPN技术来解决信息传输过程中的数据机密性和数据完整性问题。在这种情况下，应当在屏蔽子网设置一个VPN网关，两个内部网之间通过VPN网关建立一个安全的传输隧道，实现数据安全传输。这意味着可信的外部用户只能迈过VPN隧道穿越内部网的防火墙，而在建立VPN隧道时，双方的身份是经过认证的，都是可信的用户。

第12页(共14页)4.3安全策略设计

在图6所示的网络安全系统结构中，设有3个防火墙：外部分组过滤器（由外部屏蔽路由器提供）、内部分组过滤器（由内部屏蔽路由器提供）和代理服务器（由堡垒主机提供）。根据网络应用的安全需求，必须分别为它们设计安全策略和规则。

（1）外部分组过滤器：外部分组过滤的缺省规则为禁止所有服务。主机规则为允许外部用户访问屏蔽子网中开放的服务器（如 Web服务器、FTP服务器等），允许外部用户连接安全代理服务器。每次连接都要产生日志记录，供以后安全审计使用。

（2）内部分组过滤器：内部分组过滤的缺省规则为禁止所有服务。主机规则为允许内部用户连接屏蔽子网中的主机。每次连接都要产生日志记录。通过地址转换功能，使所有使用内部IP地址的用户都能共用一个合法外都IP地址访问外部网络（如Internet）。

（3）代理服务器：代理服务器的缺省规则为禁止听有连接．它允许内部用户访向外部网络的web站点，并提供代理功能，对所代理的连接进行安全检查，禁止内部用户访问非法站点，并产生日志记录。它还为内部邮件服务器与外部邮件服务器之间的连接提供代理。对邮件的大小、数量，发送者、接收者，甚至内容进行检查，并产生日志记录。它在代理 Telnet和 FTP内部服务器时，要求验证用户的身份，允许合法用户以规定的权限上载和下载服务器中的文件，并产生日志记录。

为了支持防火墙的系统配置、规则设置、日志查看和安全审计等管理操作，一般的防火墙产品都提供一种图形化界面的管理软件。在完成网络体系结构设计和各个防火墙的安全策略设计后，便可以着手配置各个防火墙的系统参数和安全规则。在网络应用和网络体系结构发生变化时，应当及时修改防火墙的安全策略，避免可能产生的安全漏洞。在防火墙工作过程中，可以通过管理软件监视防火墙的日志信息，定期进行安全审计，及时发现系统可能存在的安全漏洞，入侵者的攻击行为以及其他违反安全规则的行为，为网络安全管理提供决策依据。结束语

第13页(共14页)本论文主要研究防火墙技术的应用，从防火墙的简单概述展开，描述了防火墙的四种技术，防火墙的应用模式。最后，阐述了防火墙的应用设计。旨在展望网络安全，即防火墙技术的未来状况。

参 考 文 献

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Guo Li Abstract：To protect the personal computer, the server and the network resource from attacking and keep them safe from being destroyed, the firewall technology is popular used and applied successfully in network safeguard field.The paper mainly analyzes the application of firewall from a point of practical usage and expound the applied design of firewall in the end after introducing several techniques and applied patterns.Key words：Firewall;Firewall technology;Firewall application pattern;Firewall using design

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