防火墙的基本工作原理

第一篇：防火墙的基本工作原理

教学要求：理解防火墙的基本工作原理，了解防火墙所采用的基本技术。教学重点：防火墙的基本工作原理 教学难点：基本概念的理解 教学过程：

防火墙是指设置在不同网络（如可信任的企业内部网和不可信的公共网）或网络安全域之间的一系列部件的组合。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入 口，通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况，有选择地接受外部访问，对内部强化设备监管、控制对服务器与外部网络的访问，在被保护网络和外部网络 之间架起一道屏障，以防止发生不可预测的、潜在的破坏性侵入。防火墙有两种，硬件防火墙和软件防火墙，他们都能起到保护作用并筛选出网络上的攻击者。在这 里主要给大家介绍一下我们在企业网络安全实际运用中所常见的硬件防火墙。

1、防火墙技术

防火墙通常使用的安全控制手段主要有包过滤、状态检测、代理服务。下面，我们将介绍这些手段的工作机理及特点，并介绍一些防火墙的主流产品。

包过滤技术是一种简单、有效的安全控制技术，它通过在网络间相互连接的设备上加载允许、禁止来自某些特定的源地址、目的地址、TCP端口号等规则，对通过 设备的数据包进行检查，限制数据包进出内部网络。包过滤的最大优点是对用户透明，传输性能高。但由于安全控制层次在网络层、传输层，安全控制的力度也只限 于源地址、目的地址和端口号，因而只能进行较为初步的安全控制，对于恶意的拥塞攻击、内存覆盖攻击或病毒等高层次的攻击手段，则无能为力。

状态检测是比包过滤更为有效的安全控制方法。对新建的应用连接，状态检测检查预先设置的安全规则，允许符合规则的连接通过，并在内存中记录下该连接的相关 信息，生成状态表。对该连接的后续数据包，只要符合状态表，就可以通过。这种方式的好处在于：由于不需要对每个数据包进行规则检查，而是一个连接的后续数 据包（通常是大量的数据包）通过散列算法，直接进行状态检查，从而使得性能得到了较大提高；而且，由于状态表是动态的，因而可以有选择地、动态地开通 1024号以上的端口，使得安全性得到进一步地提高。

2、防火墙工作原理

(1)包过滤防火墙

包过滤防火墙一般在路由器上实现，用以过滤用户定义的内容，如IP地址。包过滤防火墙的工作原理是：系统在网络层检查数据包，与应用层无关。这样系统就具 有很好的传输性能，可扩展能力强。但是，包过滤防火墙的安全性有一定的缺陷，因为系统对应用层信息无感知，也就是说，防火墙不理解通信的内容，所以可能被 黑客所攻破。

（包过滤防火墙工作原理图）

(2)应用网关防火墙

应用网关防火墙检查所有应用层的信息包，并将检查的内容信息放入决策过程，从 而提高网络的安全性。然而，应用网关防火墙是通过打破客户机／服务器模式实现的。每个客户机／服务器通信需要两个连接：一个是从客户端到防火墙，另一个是 从防火墙到服务器。另外，每个代理需要一个不同的应用进程，或一个后台运行的服务程序，对每个新的应用必须添加针对此应用的服务程序，否则不能使用该服 务。所以，应用网关防火墙具有可伸缩性差的缺点。

（应用网关防火墙工作原理图）

(3)状态检测防火墙

状态检测防火墙基本保持了简单包过滤防火墙的优点，性能比较好，同时对应用是透明的，在此基础上，对于安全性有了大幅提升。这种防火墙摒弃了简单包过滤防 火墙仅仅考察进出网络的数据包，不关心数据包状态的缺点，在防火墙的核心部分建立状态连接表，维护了连接，将进出网络的数据当成一个个的事件来处理。可以 这样说，状态检测包过滤防火墙规范了网络层和传输层行为，而应用代理型防火墙则是规范了特定的应用协议上的行为。

（状态检测防火墙工作原理图）

(4)复合型防火墙

复合型防火墙是指综合了状态检测与透明代理的新一代的防火墙，进一步基于ASIC架构，把防病毒、内容过滤整合到防火墙里，其中还包括VPN、IDS功 能，多单元融为一体，是一种新突破。常规的防火墙并不能防止隐蔽在网络流量里的攻击，在网络界面对应用层扫描，把防病毒、内容过滤与防火墙结合起来，这体 现了网络与信息安全的新思路。它在网络边界实施OSI第七层的内容扫描，实现了实时在网络边缘布署病毒防护、内容过滤等应用层服务措施。

（复合型防火墙工作原理图）

3、四类防火墙的对比

包过滤防火墙：包过滤防火墙不检查数据区，包过滤防火墙不建立连接状态表，前后报文无关，应用层控制很弱。

应用网关防火墙：不检查IP、TCP报头，不建立连接状态表，网络层保护比较弱。

状态检测防火墙：不检查数据区，建立连接状态表，前后报文相关，应用层控制很弱。

复合型防火墙：可以检查整个数据包内容，根据需要建立连接状态表，网络层保护强，应用层控制细，会话控制较弱。

第二篇：防火墙的核心技术及工作原理

防火墙的核心技术及工作原理

防火墙是一种高级访问控制设备，置于不同网络安全域之间，它通过相关的安全策略来控制（允许、拒绝、监视、记录）进出网络的访问行为。防火墙的包含如下几种核心技术：

 包过滤技术

包过滤技术是一种简单、有效的安全控制技术，它工作在网络层，通过在网络间相互连接的设备上加载允许、禁止来自某些特定的源地址、目的地址、TCP端口号等规则，对通过设备的数据包进行检查，限制数据包进出内部网络。

包过滤的最大优点是对用户透明，传输性能高。但由于安全控制层次在网络层、传输层，安全控制的力度也只限于源地址、目的地址和端口号，因而只能进行较为初步的安全控制，对于恶意的拥塞攻击、内存覆盖攻击或病毒等高层次的攻击手段，则无能为力。

 应用代理技术

应用代理防火墙工作在OSI的第七层，它通过检查所有应用层的信息包，并将检查的内容信息放入决策过程，从而提高网络的安全性。

应用网关防火墙是通过打破客户机／服务器模式实现的。每个客户机／服务器通信需要两个连接：一个是从客户端到防火墙，另一个是从防火墙到服务器。另外，每个代理需要一个不同的应用进程，或一个后台运行的服务程序，对每个新的应用必须添加针对此应用的服务程序，否则不能使用该服务。所以，应用网关防火墙具有可伸缩性差的缺点。

 状态检测技术

状态检测防火墙工作在OSI的第二至四层，采用状态检测包过滤的技术，是传统包过滤功能扩展而来。状态检测防火墙在网络层有一个检查引擎截获数据包并抽取出与应用层状态有关的信息，并以此为依据决定对该连接是接受还是拒绝。这种技术提供了高度安全的解决方案，同时具有较好的适应性和扩展性。状态检测防火墙一般也包括一些代理级的服务，它们提供附加的对特定应用程序数据内容的支持。

状态检测防火墙基本保持了简单包过滤防火墙的优点，性能比较好，同时对应用是透明的，在此基础上，对于安全性有了大幅提升。这种防火墙摒弃了简单包过滤防火墙仅仅考察进出网络的数据包，不关心数据包状态的缺点，在防火墙的核心部分建立状态连接表，维护了连接，将进出网络的数据当成一个个的事件来处理。主要特点是由于缺乏对应用层协议的深度检测功能，无法彻底的识别数据包中大量的垃圾邮件、广告以及木马程序等等。

 完全内容检测技术

完全内容检测技术防火墙综合状态检测与应用代理技术，并在此基础上进一步基于多层检测架构，把防病毒、内容过滤、应用识别等功能整合到防火墙里，其中还包括IPS功能，多单元融为一体，在网络界面对应用层扫描，把防病毒、内容过滤与防火墙结合起来，这体现了网络与信息安全的新思路，(因此也被称为“下一代防火墙技术”)。它在网络边界实施OSI第七层的内容扫描，实现了实时在网络边缘布署病毒防护、内容过滤等应用层服务措施。完全内容检测技术防火墙可以检查整个数据包内容，根据需要建立连接状态表，网络层保护强，应用层控制细等优点，但由于功能集成度高，对产品硬件的要求比较高。

第三篇：计量泵的基本工作原理

计量泵的基本工作原理

众所周知，计量泵主要由动力驱动、流体输送和调节控制三部分组成。动力驱动装置经由机械联杆系统带动流体输送隔膜实现往复运动：

隔膜（活塞）于冲程的前半周将被输送流体吸入并于后半周将流体排出泵头；所以，改变冲程的往复运动频率或每一次往复运动的冲程长度即可达至调节流体输送量之目的。精密的加工精度保证了每次泵出量进而实现被输送介质的精密计量。

因其动力驱动和流体输送方式的不同，计量泵可以大致划分成柱塞式和隔膜式两大种类。

1、主要有普通有阀泵和无阀泵两种。柱塞式计量泵因其结构简单和耐高温高压等优点而被广泛应用于石油化工领域。针对高粘度介质在高压力工况下普通柱塞泵的不足，一种无阀旋转柱塞式计量泵受到愈来愈多的重视，被广泛应用于糖浆、巧克力和石油添加剂等高粘度介质的计量添加。因被计量介质和泵内润滑剂之间无法实现完全隔离这一结构性缺点，柱塞式计量泵在高防污染要求流体计量应用中受到诸多限制。

2、顾名思义，隔膜式计量泵利用特殊设计加工的柔性隔膜取代活塞，在驱动机构作用下实现往复运动，完成吸入－排出过程。由于隔膜的隔离作用，在结构上真正实现了被计量流体与驱动润滑机构之间的隔离。高科技的结构设计和新型材料的选用已经大大提高了隔膜的使用寿命，加上复合材料优异的耐腐蚀特性，隔膜式计量泵目前已经成为流体计量应用中的主力泵型。在隔膜式计量泵家族成员里，液力驱动式隔膜泵由于采用了油均匀地驱动隔膜，克服了机械直接驱动方式下泵隔膜受力过分集中的缺点，提升了隔膜寿命和工作压力上限。为了克服单隔膜式计量泵可能出现的因隔膜破损而造成的工作故障，有的计量泵配备了隔膜破损，实现隔膜破裂时自动连锁保护；具有双隔膜结构泵头的计量进一步提高了其安全性，适合对安全保护特别敏感的应用场合。

作为隔膜式计量泵的一种，以电磁铁产生脉动驱动力，省却了电机和变速机构，使得系统小巧紧凑，是小量程低压计量泵的重要分支。

第四篇：呼吸机的基本工作原理

呼吸机的基本工作原理

呼吸机

呼吸机是一种人工的机械通气装置，用以辅助或控制患者的自主呼吸运动，以达到肺内气体交换的功能，降低人体的消耗，以利于呼吸功能的恢复。

呼吸机的临床应用分为两大类。一类以呼吸系统疾病为主，包括肺部感染，肺不胀、哮喘、肺水肿等影响肺内气体交换功能。此时呼吸机的治疗主要改善肺内气体交换，提高血液中氧浓度和排除二氧化碳。而第二类以外科手术为主，有利于病人麻醉恢复，维持正常的呼吸功能，减少呼吸肌运动，降低氧耗量。

（一）呼吸机的基本工作原理

任何呼吸机的工作原理都在于气体的压力差，一般呼吸机的工作原理分两种方式

1、气道正压呼吸机使气体压力增高，通过管道与患者呼吸道插管连接，气体经气道、支气管，直接流向肺泡，此时为吸气期；呼气时呼吸机管道与大气相通，肺泡在大于大气压力，肺泡内气体即自行排除，直至与大气压相等。

2、胸廓负压将患者的胸部或整个身体置如密闭的容器中，呼吸道与大气相通。当容器中的压力低于大气压时，胸部被牵引扩张，肺泡内压力低于大气压，空气进入肺泡，为吸气期；而当容器压力转为正压时，胸廓受压迫缩小，肺泡内压力增高大于大气压，肺泡内气体排除体外，为呼气期。由于这类呼吸机体积大动力大，通气效率低，目前已被淘汰使用。

（二）呼吸机分型

根据呼吸机的工作原理，可分为三大类：

定压型呼吸机设定压力值。当呼吸机产生正压，气流进入呼吸道，使肺泡扩张，气道压力不断升高，直到预定压力值，呼吸机停止送气，即吸气期结束开始呼气。

应用定压型呼吸机，气流速度快，预定压力低，则吸气时间短，潮气量小；而气流速度慢，预定压力高，则吸气时间长。潮气量受肺的顺应性影响，在相同的预定压力下，肺的顺应性好，潮气量大，而肺的顺应性差，潮气量明显降低。因此在临床应用中，定压型呼吸机比较容易产生通气过渡或通气不足。2 定量型呼吸机设定潮气值，当呼吸机送气时，不管患者肺内阻力大小，将设定的潮气量送入气道；呼气时，呼吸道压力下降与大气相通，肺泡内气体排除体外。定量型呼吸机不受患者肺内病变的影响，保证足够的通气量。但必须有压力报警装置，当气道内压力超过设定的范围，呼吸道呼气阀门打开，与大气压相通，气体排出体外，防止气道压力过高，肺泡破裂，产生气胸等严重并发症。

持续气流型呼吸机持续送气，当呼气阀门关闭时，气体压力增高，超过患者肺内压力时，气体流向患者气道内，即吸气期；当呼气阀门开放时，气道与外界相通，持续气流直接流向外界，此时肺泡内压力大于大气压，也向外流出，为呼气期。由于气道内有持续气流存在，患者随时能吸气，避免婴幼儿吸气压力小，触发呼吸机同步呼吸困难。婴儿型呼吸机采用此种方法较多。

（三）呼吸机的使用方法

根据患者年龄、体重和疾病类型选择适当的呼吸机，然后进行安装。不同类型呼吸机的安装要求不同，正确连接气源，呼吸道管道和湿化器，检查压缩空气和压气压力是否相等，空气混合器是否工作，连接测试皮囊，按医师指令调节呼吸机，包括设定呼吸频率、吸气时间，潮气量、呼吸机工作方式、吸入氧浓度等；同时设定各类容量、压力、频率及报警范围，并保持呼吸机开机十分钟，检查呼吸机是否报警，排除各类可疑故障，如管道破裂，湿化器没旋紧漏气等，空气混合器失效氧浓度过高或过低等，必须保证呼吸机正常工作，并通过患者动脉血气分析，及时调整呼吸机的工作方式和工作条件。

（四）保养及维修

呼吸机为抢救病人的重要工具，因此医院的生物医学工程或电子室必须定期检查，保证呼吸机随时能正常工作。当呼吸机工作 1000 小时以上时，还必须定期测试，保证各项参数在正常范围，包括气体流量和压力传感器的测试，空氧混合器的测试和各种呼吸机工作方式的压力，流量波形的测定。

呼吸机用毕，所有与患者连接的管道，湿化器，包括呼气端的流量传感器都要拆下清洗消毒。一般管道用清水冲洗，然后用 1 ： 1000 新洁尔美浸泡 30 分钟，冲洗干净后凉干。而传感器或理化器根据说明书要求清洗，以免损坏。

第五篇：防火墙工作实施方案

构筑消防安全“防火墙”工程实施方案 根据《全国消防安全大排查大整治大宣传大培训大练兵活动方案》、《贵州省构筑社会消防安全“防火墙”工程实施方案》的指示精神，以及《2011安顺市构筑社会消防安全“防火墙”工程工作计划》要求，以落实各系、室、部、处消防工作“四项责任”、提高我院消防安全“四个能力”为着力点，全面推进学院消防安全“防火墙”工程建设工作，为我院的科研、教学、生产、生活营造一个平安稳定的消防安全环境。

一、指导思想

以贯彻落实国家有关消防的法律法规为目的，按照“预防为主、防消结合”的方针，完善我院消防工作管理制度，推动学校消防安全工作不断上新水平。通过消防安全教育，增强师生消防安全意识，强化学校对消防安全工作的重视程度，促进学校不断加大消防设施设备建设投入，着力消除各种火灾隐患，有效预防火灾事故的发生，为全院师生营造一个良好的消防安全环境。

二、工作目标

1、将学院消防安全教育培训工作纳入教学培训规划，并进行教育督导和工作考核。并将消防安全知识纳入教学内容，纳入学校管理人员和教师在职培训内容。

2、建立学校消防安全组织网络，健全消防安全制度，明确消防安全责任人、管理人职责，落实消防安全责任制。

3、学校灭火和应急疏散预案编制科学合理、可操作性强，并严格落实，定期组织应急疏散演练。

三、组织机构

1.成立学校消防安全工作指挥中心（以下简称指挥中心）,由令狐荣涛院长担任总指挥；保卫处邓文红处长担任副总指挥,组员有保卫处消防科全体成员组成。

2、保卫处消防科统一领导指挥学院大学生义务消防队，负责日常消防排查。

根据消防安全工作要求，指挥中心办公室可以随时调集人员，调用物资及交通工具，各科室的每一位干部职工都有参加消防安全事故抢险的责任和义务。做到各司其职，各负其责，密切协作，处理到位。

四、工作内容

（一）落实各系、室、部、处消防工作“四项责任” 1.落实组织领导责任。

规定各系、室、部、处分管领导为各部门消防安全责任人。各部门消防安全责任人要组织领导消防安全小组针对本部实际情况制定、完善相关职责制度，组织员工惊醒消防安全培训，定期召开消防安全会议。针对本部突出问题制定相应的火灾、应急预案。2.落实监管责任。

建立全面的监管网络，明确监管职责。由保卫处牵头，组织学院义务消防队对学院各部门的消防安全进行监管，定期上报各部门消防安全建设工作的进展及遇到的问题。并对相应的问题提出及时、有效地解决方案。3.落实设施建设责任。

1.结合我校各类建筑实际情况，制定全面、立体的消防器材、设施档案。及时更换废旧、过期、损坏的消防器材设施。学校消防设施设置和管理符合有关消防安全要求。消防设施完好率达到80%。年底消防设施完好率达到100%。

2.根据新建八号学生公寓楼层特点，指定相应的消防器材、设施采购计划。4.落实检查考评责任。

将消防安全检查纳入各部门年终考评。与各部门签订消防安全责任书，并组织义务消防队定期对各部门进行消防安全检查。检查汇总作为年终考评消防安全项的考评依据，考评分1-5等级，根据考评等级的高低对各部门进行奖惩。

（二）开展全院消防安全“四个能力建设”

1、在校内定期组织以展板、海报、板报、广播、横幅的宣传方式。确定11月为全院消防月，11月9日全国消防日在校内建立消防知识宣传站点，每个站点配一名讲解员，向过往师生宣传。

2、组织义务消防队员进寝室宣传。在12月1日前完成对全院学生的宣传教育。让他们学会使用消防栓、灭火器，明白“三懂三会”。3、9月1日前完成对全院学生宿舍管理员进行消防安全培训。九月新生进校期间，利用展板、海报、板报、广播、横幅的方式向新生宣传。

4、五月中旬组织学院义务消防队开展大型消防演习。内容包括应急疏散、灭火器灭火、消防栓灭火。

5、防火巡查

学校的消防安全重点部位应组织进行每日防火巡查，学生宿舍夜间防火巡查1次，加强教室、实验室、图书馆、锅炉房等夜间防火巡查。巡查的内容包括：

（1）学生集体宿舍及公寓有无违章用火、用电情况；

（2）疏散通道、安全出口是否畅通；

（3）常闭式防火门是否处于关闭状态、防火卷帘下是否堆放物品等情况；

（4）消火栓、灭火器、消防安全标识完好情况；

（5）重点部位人员在岗在位情况。

6、防火检查

保卫处邓文红处长每月组织消防科进行一次全面的防火检查。检查的内容包括：

（1）落实消防安全制度、消防安全管理措施和消防安全操作规程等情况；

（2）用火、用电有无违章情况；

（3）新建、改建、扩建及装修工程有无违章；

（4）疏散通道、安全出口和消防车通道是否畅通；

（5）安全疏散指示标志、应急照明设置及完好情况；

（6）教学楼、图书馆、集体宿舍门窗上是否设置影响逃生和灭火救援的障碍物；

（7）消防水源情况，灭火器材配置及完好情况，室内外消火栓、水泵接合器有无损坏、埋压、遮挡、圈占等影响使用情况；仓库保管员岗位消防知识的掌握情况

（8）化学试剂、燃油、燃气等易燃易爆危险品的使用是否符合有关规定；

（9）食堂、灶间烟道清洗情况；

（10）员工本岗位消防知识的掌握情况；

（11）防火巡查、火灾隐患的整改以及防范措施落实情况；

（12）其他消防安全情况。

7、岗位防火检查

由教职员工每日实施岗位防火检查，检查的内容包括：

（1）用火、用电有无违章；

（2）疏散通道、安全出口是否畅通；

（3）常闭式防火门是否处于关闭状态、防火卷帘下是否堆放物品等情况；

（4）消火栓、灭火器、消防安全标识完好情况；

（5）场所有无遗留火种。

8、由保卫处领导组织学校的消防安全责任人、消防安全管理人及专（兼）职消防管理人员管理人员（包括职能部门负责人、基层单位负责人）接受消防安全专门培训。消防安全培训教育的主要内容有：

（1）国家消防工作方针及有关消防法律、法规和标准；

（2）学校消防安全规章制度及职责；

（3）消防安全管理、消防设施性能、灭火器材的使用方法等知识；（4）有关火灾事故案例及火灾事故应急处理等。力求达到懂法律、懂政策、懂规范、懂业务，会执法执勤、会管理服务、会宣传培训、会群众工作“四懂四会”的要求。

9、从业人员培训教育

组织教职员工五月份进行一次消防安全培训教育和基本功训练，保证其具备必要的消防安全知识和灭火逃生自救能力，具备组织、引导在场群众疏散的知识和技能，熟悉有关的消防安全规章制度和操作规程，掌握本岗位的火灾危险性和防火措施。

消防控制室的值班、操作人员必须经公安机关消防机构培训考核。

新上岗和进入新岗位的教职员工应当进行岗前消防安全培训教育。

教职员工消防安全培训教育内容主要有：

（1）有关消防法律、法规；

（2）本单位消防安全规章制度和本岗位安全操作规程；

（3）本单位、本岗位的火灾危险性及防火措施；

（4）报火警以及自救逃生等消防安全基本常识；

（5）有关消防设施的性能、灭火器材的使用方法；

（6）组织、引导人员疏散，扑救初起火灾的知识和技能；

10、火灾隐患整改

对发现的火灾隐患应当立即整改；不能立即整改的下达书面通知隐患整改。火灾隐患整改完成后消防科组织人员对整改情况进行验证

11、预案制定和演练

根据我校不同的楼层、场所、部位制定相应的灭火和应急疏散预案，预案应包括下列内容：

（1）组织机构，包括：灭火行动组、通讯联络组、疏散引导组、安全防护救护组和现场警戒组；

（2）报警和接警处置程序；

（3）应急疏散的组织程序和措施；

（4）扑救初起火灾的程序和措施；

（5）通讯联络、安全防护救护及现场警戒的程序和措施。

实验室应将涉及到的易燃易爆危险品种类、性质、数量、危险性和应对措施等报学院保卫处备案。

按照灭火和应急疏散预案，2011年10月新生军训期间进行一次大型消防安全演练，并根据演练情况不断完善预案。各部门指定的相关灭火和应急疏散预案报保卫处备案。