防火墙策略预编译技术

① 防火墙设计策略有哪些

在了解TCP和UDP之前，我们需要来了解俩个概念，面向连接的服务和无连接的服务，应用面向连接的服务时，客户和服务器在发送在进行数据发送前，彼此向对方发送控制分组，这就是所谓的握手过程，使得客户和服务器都做好分组交换准备。

4月到6月，国外传统上称为“防火墙月”，据说这与“防火墙”的诞生有关。此后，每一种革命意义的防火墙技术都在此期间发布。遵照传统，编辑也收集了国内外论坛中的防火墙专帖，一起分享其中的安全理念与部署技巧。

定义所需要的防御能力

防火墙的监视、冗余度以及控制水平是需要进行定义的。

百事通通过企业系统策略的设计，IT人员要确定企业可接受的风险水平（偏执到何种程度）。接下来IT人员需要列出一个必须监测什么传输、必须允许什么传输通行，以及应当拒绝什么传输的清单。换句话说，IT人员开始时先列出总体目标，然后把需求分析与风险评估结合在一起，挑出与风险始终对立的需求，加入到计划完成的工作清单中。

关注财务问题

很多专家建议，企业的IT人员只能以模糊的表达方式论述这个问题。但是，试图以购买或实施解决方案的费用多少来量化提出的解决方案十分重要。例如，一个完整的防火墙的高端产品可能价值10万美元，而低端产品可能是免费的；从头建立一个高端防火墙可能需要几个月。另外，系统管理开销也是需要考虑的问题。建立自行开发的防火墙固然很好，但重要的是，使建立的防火墙不需要高额的维护和更新费用。

体现企业的系统策略

IT人员需要明白，安装后的防火墙是为了明确地拒绝——除对于连接到网络至关重要的服务之外的所有服务。或者，安装就绪的防火墙是为以非威胁方式对“鱼贯而入”的访问提供一种计量和审计的方法。在这些选择中存在着某种程度的偏执狂，防火墙的最终功能可能将是行政上的结果，而非工程上的决策。

网络设计

出于实用目的，企业目前关心的是路由器与自身内部网络之间存在的静态传输流路由服务。因此，基于这一事实，在技术上还需要做出几项决策：传输流路由服务可以通过诸如路由器中的过滤规则在IP层实现，或通过代理网关和服务在应用层实现。

IT人员需要做出的决定是，是否将暴露的简易机放置在外部网络上为Telnet、ftp、News等运行代理服务，或是否设置像过滤器这样的屏蔽路由器，允许与一台或多台内部计算机通信。这两种方式都存在着优缺点，代理机可以提供更高水平的审计和潜在的安全性，但代价是配置费用的增加，以及提供的服务水平的降低。

② 因特网防火墙技术，不少于一千字，论文

随着internet的迅猛发展，安全性已经成为网络互联技术中最关键的问题。本文——计算机与信息技术论文Internet防火墙技术综述，全面介绍了internet防火墙技术与产品的发展历程；详细剖析了第四代防火墙的功能特色、关键技术、实现方法及抗攻击能力；同时简要描述了internet防火墙技术的发展趋势。

关键词：internet 网路安全 防火墙 过滤 地址转换

1． 引言 

防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术，越来越多地应用于专用网络与公用网络的互连环境之中，尤以internet网络为最甚。internet的迅猛发展，使得防火墙产品在短短的几年内异军突起，很快形成了一个产业：1995年，刚刚面市的防火墙技术产品市场量还不到1万套；到1996年底，就猛增到10万套；据国际权威商业调查机构的预测，防火墙市场将以173%的复合增长率增长，今年底将达到150万套，市场营业额将从1995年的�1.6�亿美元上升到今拍尺年的9.8亿美元。�

为了更加全面地了解internet防火墙及其发展过程，特别是第四代防火墙的技术特色，我们非常有必要从产品和技术角度对防火墙技术的发展演变做一个详细的考察。�

2. internet防火墙技术简介�

防火墙原是指建筑物大厦用来防止火灾蔓延的隔断墙。从理论上讲，internet防火墙服务也属于类似的用袭侍高来防止外界侵入的。它可以防
止internet上的各种危险(病毒、资源盗用等)传播到你的网络内部。而事实上，防火墙并不像现实生活中的防火墙，它有点像古代守护城池用的护城河，服务于以下多个目的：�
1)限定人们从一个特定的控制点进入；�
2)限定人们从一个特定的点离开；�
3)防止侵入者接近你的其他防御设施；�
4)有效地阻止破坏者对你的计算机系统进行破坏。�
在现实生活中，internet防火墙常常被安装在受保护的内部网络上并接入internet。

所有来自internet的传输信息或你发出的信息都必须经过防火墙。这样，防火墙就起到了保护诸如电子邮件、文件传输、远程登录、在特定的系统间进行信息交换等安全的作用。从逻辑上讲，防火墙是起分隔、限制、分析的作用，这一点同样可以从图1中体会出来。那么，防火墙究竟是什么呢?实际上，防火墙是加强internet(内部网)之间安全防御的一个或一谈灶组系统，它由一组硬件设备(包括路由器、服务器)及相应软件构成。3. 防火墙技术与产品发展的回顾�

防火墙是网络安全策略的有机组成部分，它通过控制和监测网络之间的信息交换和访问行为来实现对网络安全的有效管理。从总体上看，防火墙应该具有以下五大基本功能：�
●过滤进、出网络的数据；�
●管理进、出网络的访问行为；�
●封堵某些禁止行为；�
●记录通过防火墙的信息内容和活动；�
●对网络攻击进行检测和告警。�

为实现以上功能，在防火墙产品的开发中，人们广泛地应用了网络拓扑、计算机操作系统、路由、加密、访问控制、安全审计等成熟或先进的技术和手段。纵观防火墙近年来的发展，可以将其划分为如下四个阶段(即四代)。�

3.1 基于路由器的防火墙�

由于多数路由器本身就包含有分组过滤功能，故网络访问控制可能通过路控制来实现，从而使具有分组过滤功能的路由器成为第一代防火墙产品。第一代防火墙产品的特点是：�
1)利用路由器本身对分组的解析，以访问控制表(access list)方式实现对分组的过滤；�
2)过滤判断的依据可以是：地址、端口号、ip旗标及其他网络特征；�
3)只有分组过滤的功能，且防火墙与路由器是一体的。这样，对安全要求低的网络可以采用路由器附带防火墙功能的方法，而对安全性要求高的网络则需要单独利用一台路由器作为防火墙。�

第一代防火墙产品的不足之处十分明显，具体表现为：�

●路由协议十分灵活，本身具有安全漏洞，外部网络要探寻内部网络十分容易。例如，在使用Ftp协议时，外部服务器容易从20号端口上与内部网相连，即使在路由器上设置了过滤规则，内部网络的20号端口仍可以由外部探寻。�
●路由器上分组过滤规则的设置和配置存在安全隐患。对路由器中过滤规则的设置和配置十分复杂，它涉及到规则的逻辑一致性。作用端口的有效性和规则集的正确性，一般的网络系统管理员难于胜任，加之一旦出现新的协议，管理员就得加上更多的规则去限制，这往往会带来很多错误。�
●路由器防火墙的最大隐患是：攻击者可以“假冒”地址。由于信息在网络上是以明文方式传送的，黑客(hacker)可以在网络上伪造假的路由信息欺骗防火墙。�
●路由器防火墙的本质缺陷是：由于路由器的主要功能是为网络访问提供动态的、灵活的路由，而防火墙则要对访问行为实施静态的、固态的控制，这是一对难以调和的矛盾，防火墙的规则设置会大大降低路由器的性能。
�
可以说基于路由器的防火墙技术只是网络安全的一种应急措施，用这种权宜之计去对付黑客的攻击是十分危险的。

3.2 用户化的防火墙工具套�

为了弥补路由器防火墙的不足，很多大型用户纷纷要求以专门开发的防火墙系统来保护自己的网络，从而推动了用户防火墙工具套的出现。�
作为第二代防火墙产品，用户化的防火墙工具套具有以下特征：�
1)将过滤功能从路由器中独立出来，并加上审计和告警功能；�
2)针对用户需求，提供模块化的软件包；�
3)软件可以通过网络发送，用户可以自己动手构造防火墙；�
4)与第一代防火墙相比，安全性提高了，价格也降低了。�

由于是纯软件产品，第二代防火墙产品无论在实现上还是在维护上都对系统管理员提出了相当复杂的要求，并带来以下问题：�
配置和维护过程复杂、费时；�
对用户的技术要求高；�
全软件实现，使用中出现差错的情况很多。�

3.3 建立在通用操作系统上的防火墙�

基于软件的防火墙在销售、使用和维护上的问题迫使防火墙开发商很快推出了建立在通用操作系统上的商用防火墙产品。近年来市场上广泛使用的就是这一代产品，它们具有如下一些特点：�
1)是批量上市的专用防火墙产品；�
2)包括分组过滤或者借用路由器的分组过滤功能；�
3)装有专用的代理系统，监控所有协议的数据和指令；�
4)保护用户编程空间和用户可配置内核参数的设置；
5)安全性和速度大大提高。�

第三代防火墙有以纯软件实现的，也有以硬件方式实现的，它们已经得到了广大用户的认同。但随着安全需求的变化和使用时间的推延，仍表现出不少问题，比如：�
1)作为基础的操作系统及其内核往往不为防火墙管理者所知，由于源码的保密，其安全性无从保证；�
2)由于大多数防火墙厂商并非通用操作系统的厂商，通用操作系统厂商不会对操作系统的安全性负责；�
3)从本质上看，第三代防火墙既要防止来自外部网络的攻击，还要防止来自操作系统厂商的攻击；�
4)在功能上包括了分组过滤、应用网关、电路级网关且具有加密鉴别功能；�
5)透明性好，易于使用。�

4. 第四代防火墙的主要技术及功能�

第四代防火墙产品将网关与安全系统合二为一，具有以下技术功能。�

4.1 双端口或三端口的结构�

新一代防火墙产品具有两个或三个独立的网卡，内外两个网卡可不做ip转化而串接于内部与外部之间，另一个网卡可专用于对服务器的安全保护。
�

4.2 透明的访问方式�

以前的防火墙在访问方式上要么要求用户做系统登录，要么需通过socks等库路径修改客户机的应用。第四代防火墙利用了透明的代理系统技术，从而降低了系统登录固有的安全风险和出错概率。�

4.3 灵活的代理系统�

代理系统是一种将信息从防火墙的一侧传送到另一侧的软件模块，第四代防火墙采用了两种代理机制：一种用于代理从内部网络到外部网络的连接；另一种用于代理从外部网络到内部网络的连接。前者采用网络地址转接(nit)技术来解决，后者采用非保密的用户定制代理或保密的代理系统技术来解决。�

4.4 多级过滤技术�

为保证系统的安全性和防护水平，第四代防火墙采用了三级过滤措施，并辅以鉴别手段。在分组过滤一级，能过滤掉所有的源路由分组和假冒ip地址；在应用级网关一级，能利用Ftp、smtp等各种网关，控制和监测internet提供的所有通用服务；在电路网关一级，实现内部主机与外部站点的透明连接，并对服务的通行实行严格控制。�

4.5 网络地址转换技术�

第四代防火墙利用nat技术能透明地对所有内部地址做转换，使得外部网络无法了解内部网络的内部结构，同时允许内部网络使用自己编的ip源地址和专用网络，防火墙能详尽记录每一个主机的通信，确保每个分组送往正确的地址。�

4.6 internet网关技术�

由于是直接串联在网络之中，第四代防火墙必须支持用户在internet互联的所有服务，同时还要防止与internet服务有关的安全漏洞，故它要能够以多种安全的应用服务器(包括ftp、finger、mail、ident、news、www等)来实现网关功能。为确保服务器的安全性，对所有的文件和命令均要利用“改变根系统调用(chroot)”做物理上的隔离。�

在域名服务方面，第四代防火墙采用两种独立的域名服务器：一种是内部dns服务器，主要处理内部网络和dns信息；另一种是外部dns服务器，专门用于处理机构内部向internet提供的部分dns信息。在匿名ftp方面，服务器只提供对有限的受保护的部分目录的只读访问。在www服务器中，只支持静态的网页，而不允许图形或cgi代码等在防火墙内运行。在finger服务器中，对外部访问，防火墙只提可由内部用户配置的基本的文本信息，而不提供任何与攻击有关的系统信息。smtp与pop邮件服务器要对所有进、出防火墙的邮件做处理，并利用邮件映射与标头剥除的方法隐除内部的邮件环境。ident服务器对用户连接的识别做专门处理，网络新闻服务则为接收来自isp的新闻开设了专门的磁盘空间。

4.7 安全服务器网络(ssn)�

为了适应越来越多的用户向internet上提供服务时对服务器的需要，第四代防火墙采用分别保护的策略对用户上网的对外服务器实施保护，它利用一张网卡将对外服务器作为一个独立网络处理，对外服务器既是内部网络的一部分，又与内部网关完全隔离，这就是安全服务器网络(ssn)技术。而对ssn上的主机既可单独管理，也可设置成通过Ftp、tnlnet等方式从内部网上管理。�

ssn方法提供的安全性要比传统的“隔离区(dmz)”方法好得多，因为ssn与外部网之间有防火墙保护，ssn与风部网之间也有防火墙的保护，而dmz只是一种在内、外部网络网关之间存在的一种防火墙方式。换言之，一旦ssn受破坏，内部网络仍会处于防火墙的保护之下，而一旦dmz受到破坏，内部网络便暴露于攻击之下。�

4.8 用户鉴别与加密�

为了减低防火墙产品在tnlnet、ftp等服务和远程管理上的安全风险，鉴别功能必不可少。第四代防火墙采用一次性使用的口令系统来作为用户的鉴别手段，并实现了对邮件的加密。�

4.9 用户定制服务�

为了满足特定用户的特定需求，第四代防火墙在提供众多服务的同时，还为用户定制提供支持，这类选项有：通用tcp、出站udp、ftp、smtp等，如果某一用户需要建立一个数据库的代理，便可以利用这些支持，方便设置。�

4.10 审计和告警�

第四代防火墙产品采用的审计和告警功能十分健全，日志文件包括：一般信息、内核信息、核心信息、接收邮件、邮件路径、发送邮件、已收消息、已发消息、连接需求、已鉴别的访问、告警条件、管理日志、进站代理、ftp代理、出站代理、邮件服务器、名服务器等。告警功能会守住每一个tcp或udp探寻，并能以发出邮件、声响等多种方式报警。�

此外，第四代防火墙还在网络诊断、数据备份保全等方面具有特色。�

5． 第四代防火墙技术的实现方法

在第四代防火墙产品的设计与开发中，安全内核、代理系统、多级过滤、安全服务器、鉴别与加密是关键所在。�

5.1 安全内核的实现�

第四代防火墙是建立在安全操作系统之上的，安全操作系统来自对专用操作系统的安全加固和改造，从现在的诸多产品看，对安全操作系统内核的固化与改造主要从以下几个方面进行：�
1)取消危险的系统调用；�
2)限制命令的执行权限；�
3)取消ip的转发功能；�
4)检查每个分组的接口；�
5)采用随机连接序号；�
6)驻留分组过滤模块；�
7)取消动态路由功能；�
8)采用多个安全内核。�
5.2 代理系统的建立�

防火墙不允许任何信息直接穿过它，对所有的内外连接均要通过代理系统来实现，为保证整个防火墙的安全，所有的代理都应该采用改变根目录方式存在一个相对独立的区域以安全隔离。�

在所有的连接通过防火墙前，所有的代理要检查已定义的访问规则，这些规则控制代理的服务根据以下内容处理分组：�
1)源地址；�
2)目的地址；�
3)时间；�
4)同类服务器的最大数量。�

所有外部网络到防火墙内部或ssn的连接由进站代理处理，进站代理要保证内部主机能够了解外部主机的所有信息，而外部主机只能看到防火墙之外或ssn的地址。�

所有从内部网络ssn通过防火墙与外部网络建立的连接由出站代理处理，出站代理必须确保完全由它代表内部网络与外部地址相连，防止内部网址与外部网址的直接连接，同时还要处理内部网络ssn的连接。�

5.3 分组过滤器的设计�

作为防火墙的核心部件之一，过滤器的设计要尽量做到减少对防火墙的访问，过滤器在调用时将被下载到内核中执行，服务终止时，过滤规则会从内核中消除，所有的分组过滤功能都在内核中ip堆栈的深层运行，极为安全。分组过滤器包括以下参数。�
1)进站接口；�
2)出站接口；�
3)允许的连接；�
4)源端口范围；�
5)源地址；�
6)目的端口的范围等。�

对每一种参数的处理都充分体现设计原则和安全政策。�

5.4 安全服务器的设计�

安全服务器的设计有两个要点：第一，所有ssn的流量都要隔离处理，即从内部网和外部网而来的路由信息流在机制上是分离的；第二，ssn的作用类似于两个网络，它看上去像是内部网，因为它对外透明，同时又像是外部网络，因为它从内部网络对外访问的方式十分有限。�

ssn上的每一个服务器都隐蔽于internet，ssn提供的服务对外部网络而言好像防火墙功能，由于地址已经是透明的，对各种网络应用没有限制。实现ssn的关键在于：�
1)解决分组过滤器与ssn的连接；�
2)支持通过防火对ssn的访问;
3)支持代理服务。

5.5鉴别与加密的考虑

鉴别与加密是防火墙识别用户、验证访问和保护信息的有效手段，鉴别机制除了提供安全保护之外，还有安全管理功能，目前国外防火墙产品中广泛使用令牌鉴别方式，具体方法有两种：一种是加密卡（cryptocard）;另一种是secure id,这两种都是一次姓口令的生成工具。

对信息内容的加密与鉴别测涉及加密算法和数字签名技术，除pem、pgp和kerberos外，目前国外防火墙产品中尚没有更好的机制出现，由于加密算法涉及国家安全和主权，各国有不同的要求。

6. 第四代防火墙的抗攻击能力

作为一种安全防护设备，防火墙在网络中自然是众多攻击者的目标，故抗攻击能力也是防火墙的必备功能。在internet环境中针对防火墙的攻击很多，下面从几种主要的攻击方法来评估第四代防火墙的抗攻击能力。

6.1 抗ip假冒攻击

ip假冒是指一个非法的主机假冒内部的主机地址，骗取服务器的“信任”，从而达到对网络的攻击目的。由于第四代防火墙已经将网内的实际地址隐蔽起来，外部用户很难知道内部的ip地址，因而难以攻击。

6.2 抗特洛伊木马攻击

特洛伊木马能将病毒或破坏性程序传入计算机网络，且通常是将这些恶意程序隐蔽在正常的程序之中，尤其是热门程序或游戏，一些用户下载病执行这一程序，其中的病毒便会发作。第四代防火墙是建立在安全的操作系统之上的，其内核中不能执行下载的程序，故而可以防止特洛伊木马的发生。必须指出的是，防火墙能抗特洛伊木马的攻击并并不表明其保护的某个主机也能防止这类攻击。事实上，内部用户可以通过防火墙下载程序，并执行下载的程序。

6.3 抗口令字探寻攻击

在网络中探寻口令的方法很多，最常见的是口令嗅探和口令解密。嗅探是通过监测网络通信，截获用户转给服务器的口令字，记录下来，以便使用；解密是指采用强力攻击、猜测或截获含有加密口令的文件，并设法解密。此外，攻击者还常常利用一些常用口令直接登录。

第四代防火墙采用了一次性口令字和禁此直接登录防火墙措施，能够有效防止对口令字的攻击。

6.4 抗网络安全性分析

网络安全性分析工具是提供管理人员分析网络安全性之用，一旦这类工具用作攻击网络的手段，则能够比较方便地探测到内部网络的安全缺陷和弱点所在。目前，sata软件可以从网上免费获得，internet scanner可以从市面上购买，这些分析工具给网路安全构成了直接的威胁。第四代防火墙采用了地主转换技术，将内部网络隐蔽起来，使网路安全分析工具无法从外部对内部网络做分析。

6.5 抗邮件诈骗攻击

邮件诈骗也是越来越突出的攻击方式，第四代防火墙不接收任何邮件，故难以采用这种方式对它攻击，同样值得一提的是，防火墙不接收邮件，并不表示它不让邮件通过，实际上用户仍可收发邮件，内部用户要防邮件诈骗，最终的解决办法是对邮件加密。

7. 防火墙技术展望

伴随着internet的飞速发展，防火墙技术产品的更新步伐必然会加强，而要全面展望防火墙技术的发展几乎是不可能的。但是，从产品及功能上，却又可以看出一些动向和趋势。下面诸点可能是下一步的走向和选择：
1）防火墙将从目前对子网或内部网管理的方式向远程上网集中管理是方式发展。
2）过滤深度会不断加强，从目前的地址、服务过滤，发展到url（页面）过滤、关键字过滤和对activex、java等的过滤，并逐渐有病毒扫描功能。
3）利用防火墙建立专用网是较长一段时间用户使用的主流，ip的加密需求越来越强，安全协议的开发是一大热点。�
4)单向防火墙(又叫做网络二极管)将作为一种产品门类而出现。�
5)对网络攻击的检测和各种告警将成为防火墙的重要功能。
6)安全管理工具不断完善，特别是可以活动的日志分析工具等将成为防火墙产品中的一部分。�

另外值得一提的是，伴随着防火墙技术的不断发展，人们选择防火墙的标准将主要集中在易于管理、应用透明性、鉴别与加密功能、操作环境和硬件要求、vpn的功能与ca的功能、接口的数量、成本等几个方面。

③ 防火墙的主要功能和几种类型

防火墙技术是通过有机结合各类用于安全管理与筛选的软件和硬件设备，帮助计算机网络于其内、外网之间构建一道相对隔绝的保护屏障，以保护用户资料与信息安全性的一种技术。

主要功能：

1、入侵检测功能

网络防火墙技术的主要功能之一就是入侵检测功能，主要有反端口扫描、检测拒绝服务工具、检测CGI/IIS服务器入侵、检测木马或者网络蠕虫攻击、检测缓冲区溢出攻击等功能，可以极大程度上减少网络威胁因素的入侵，有效阻挡大多数网络安全攻击。

2、网络地址转换功能

利用防火墙技术可以有效实现内部网络或者外部网络的IP地址转换，可以分为源地址转换和目的地址转换，即SNAT和NAT。

SNAT主要用于隐藏内部网络结构，避免受到来自外部网络的非法访问和恶意攻击，有效缓解地址空间的短缺问题，而DNAT主要用于外网主机访问内网主机，以册迅此避免内部网络被攻击。

3、网络操作的审计监控功能

通过此功能可以有效对系统管理的所有操作以及安全信息进行记录，提供有关网络使用情况的统计数据，方便计算机网络管理以进行信息追踪。

4、强化网络安全服务

防火墙技术管理可以实现集中化的安全管理，将安全系统装配在防火墙上，在信息访问的途径中就可以实现对网络信息安全的监管。

类型

1、过滤型防火墙

过滤型防火墙是在网络层与传输层中，可以基于数据源头的地址以及协议类型等标志特征进行分析，确定是否可以通过。在符合防火墙规定标准之下，满足安全性能以及类型才可以进行信息的传递，而一些不安全的因素则会被防火墙过滤、阻挡。

2、应用代理类型防火墙

应用代理防火墙主要的工作范围就是在OIS的最高层，位于应用层之上。其主要的特征是可以完全隔离网络通信流，通过特定的代理程序就可以实现对应用层的监督与控制。

这两种防火墙是应用较为普遍的防火墙，其他一些防火墙应用效果也较为显着，在实际应用中要综合具体的需求以及状况合理的选择防火墙的类型，这样才可以有效地避免防火墙的外部侵扰等问题的出现。

3、复合型

目前应用较为广泛的防火墙技术当属复合型防火墙技术，综合了包过滤防火墙技术以及应用代理防火墙技术的优点，譬如发过来的安全策略是包过滤策略，那么可以针对报文的报头部分进行访问控制。

如果安全策略是代理策略，就可以针对报文的内容数据进行访问控制，因此复合型防火墙技术综合了其组成部分的优点明姿陵，同时摒弃了两种防火墙的原有缺点，大大提高了防火墙技术在应用实践中的灵活性和安全性。

(3)防火墙策略预编译技术扩展阅读

具体应用

1、内网中的防火墙技术

防火墙在内网中的设定位置是比较固定的，一般将其设置在服务器的入口处，通过对外部的访问者进行控制，从而达到保护内部网络的作用，而处于内部网络的用户，可以根据自己的需求明确权限规划，使用户可以访问规划内的路径。

总的来说，内网中的防火墙主要起到以下两个作用：一是认证应用，内网中的多项行为具有远程的特点，只有在约束的情况下，通过相关认证才能进行；二是记录访问记录，避免自身的攻击，形成安全策略。

2、外网中的防火墙技术

应用于外网中的防火墙，主要发挥其防范作用，外网在防火墙授权的情况下，才可以进入内网。针对外网布设防火墙时，激戚必须保障全面性，促使外网的所有网络活动均可在防火墙的监视下，如果外网出现非法入侵，防火墙则可主动拒绝为外网提供服务。

基于防火墙的作用下，内网对于外网而言，处于完全封闭的状态，外网无法解析到内网的任何信息。防火墙成为外网进入内网的唯一途径，所以防火墙能够详细记录外网活动，汇总成日志，防火墙通过分析日常日志，判断外网行为是否具有攻击特性。

④ iptables和firewalled的区别

保证数据的安全性是继可用性之后最为重要的一项工作，防火墙技术作为公网与内网之间的保护屏障，起着至关重要的作用。面对同学们普遍不了解在红帽RHEL7系统中新旧两款防火墙的差异，刘遄老师决定先带领读者正确的认识在红帽RHEL7系统中firewalld防火墙服务与iptables防火墙服务之间的关系，从理论和事实层面剖析真相。
本章节内将会分别使用iptables、firewall-cmd、firewall-config和Tcp_wrappers等防火墙策略配置服务来完成敏宽数十个根据真实工作需求而设计的防火墙策略配置实验，让同学们不仅能够熟练的对请求数据包流量贺竖进行过滤，还能够基于服务程序进行允许和关闭操作，做到保证linux系统安全万无一失。

保证数据的安全性是继可用性之后最为重要的一项工作，众所周知外部公网相比企业内网更加的“罪恶丛生”，因此防火墙技术作为公网与内网之间的保护屏障，虽然有软件或硬件之分，但主要功能都是依据策略对外部请求进行过滤。防火墙技术能够做到监控每一个数据包并判断是否有相应的匹配策略规则，直到匹配到其中一条策略规则或执行默认策略为止，防火墙策略可以基于来源地址、请求动作或协议等信息来定制，最终仅让合法的用户请求流入到内网中，其余的均被丢弃。

在红帽RHEL7系统中Firewalld服务取代了Iptables服务，对于接触Linux系统比较早或学习过红帽RHEL6系统的读者来讲，突然改用Firewalld服务后确实不免会有些抵触心理，或许会觉得Firewalld服务是一次不小的改变。但其实Iptables服务与Firewalld服务都不是真正的防火墙，它们都只是用来定义防火墙策略功能的“防火墙管理工具”而已，iptables服务会把配置好的防火墙策略交由内核层面的netfilter网络过滤器来处理，而firewalld服务则是把配置好的防火墙策略交由内核层面的nftables包过滤框架来处理。换句话说，当前在Linux系统中其实同时有多个防火墙管理工具共同存在，它们的作用都是为了方便运维人员管理Linux系统的防火墙策略，而咱们只要配置妥当其中一个就足够了。虽然各个工具之间各有优劣特色，但对于防火墙策略的配置思路上是保持一致的，同学们甚至可以不用完全掌握本章节内的知识，而是在这诸多个防火墙管理工具中任选一款来学透即可，完全能够满足日常的工作所需。

在较早期的Linux系统中想配置防火墙默认使用的都是iptables防火墙管理命令，而新型Firewalld防火墙管理服务已经被投入使用多年，但还记得刘遄老师在第0章0.6小节里谈到过企业不愿意及时升级的原因吧，于是不论出于什么禅拿大样的原因，目前市场上还有大量的生产环境中在使用着iptables命令来管理着防火墙的规则策略。虽然明知iptables可能有着即将被“淘汰”的命运，但为了让同学们不必在面试时尴尬以及看完手中这本《Linux就该这么学》书籍后能“通吃”各个版本的Linux系统，刘遄老师觉得还是有必要把这一项技术好好卖力气讲一下，更何况各个工具的配置防火墙策略思路上大体一致，具有很高的相同性及借鉴意义。

防火墙会从上至下来读取规则策略，一旦匹配到了合适的就会去执行并立即结束匹配工作，但也有转了一圈之后发现没有匹配到合适规则的时候，那么就会去执行默认的策略。因此对防火墙策略的设置无非有两种，一种是“通”，一种是“堵”——当防火墙的默认策略是拒绝的，就要设置允许规则，否则谁都进不来了，而如果防火墙的默认策略是允许的，就要设置拒绝规则，否则谁都能进来了，起不到防范的作用。

iptables命令把对数据进行过滤或处理数据包的策略叫做规则，把多条规则又存放到一个规则链中，规则链是依据处理数据包位置的不同而进行的分类，包括有：在进行路由选择前处理数据包（PREROUTING）、处理流入的数据包（INPUT）、处理流出的数据包（OUTPUT）、处理转发的数据包（FORWARD）、在进行路由选择后处理数据包（POSTROUTING）。从内网向外网发送的数据一般都是可控且良性的，因此显而易见咱们使用最多的就是INPUT数据链，这个链中定义的规则起到了保证私网设施不受外网骇客侵犯的作用。

比如您所居住的社区物业保安有两条规定——“禁止小商贩进入社区，各种车辆都需要登记”，这两条安保规定很明显应该是作用到了社区的正门（流量必须经过的地方），而不是每家每户的防盗门上。根据前面提到的防火墙策略的匹配顺序规则，咱们可以猜想有多种情况——比如来访人员是小商贩，则会被物业保安直接拒绝在大门外，也无需再对车辆进行登记，而如果来访人员是一辆汽车，那么因为第一条禁止小商贩策略就没有被匹配到，因而按顺序匹配到第二条策略，需要对车辆进行登记，再有如果来访的是社区居民，则既不满足小商贩策略，也不满足车辆登记策略，因此会执行默认的放行策略。

不过只有规则策略还不能保证社区的安全，物业保安还应该知道该怎么样处理这些被匹配到的流量，比如包括有“允许”、“登记”、“拒绝”、“不理他”，这些动作对应到iptables命令术语中是ACCEPT（允许流量通过）、LOG（记录日志信息）、REJECT（拒绝流量通过）、DROP（拒绝流量通过）。允许动作和记录日志工作都比较好理解，着重需要讲解的是这两条拒绝动作的不同点，其中REJECT和DROP的动作操作都是把数据包拒绝，DROP是直接把数据包抛弃不响应，而REJECT会拒绝后再回复一条“您的信息我已收到，但被扔掉了”，让对方清晰的看到数据被拒绝的响应。就好比说您有一天正在家里看电视，突然有人敲门，透过“猫眼”一看是推销商品的，咱们如果不需要的情况下就会直接拒绝他们（REJECT）。但如果透过“猫眼”看到的是债主带了几十个小弟来讨债，这种情况不光要拒绝开门，还要默不作声，伪装成自己不在家的样子（DROP），这就是两种拒绝动作的不同之处。

把Linux系统设置成REJECT拒绝动作策略后，对方会看到本机的端口不可达的响应：

把Linux系统设置成DROP拒绝动作策略后，对方会看到本机响应超时的提醒，无法判断流量是被拒绝，还是对方主机当前不在线：

iptables是一款基于命令行的防火墙策略管理工具，由于该命令是基于终端执行且存在有大量参数的，学习起来难度还是较大的，好在对于日常控制防火墙策略来讲，您无需深入的了解诸如“四表五链”的理论概念，只需要掌握常用的参数并做到灵活搭配即可，以便于能够更顺畅的胜任工作所需。iptables命令可以根据数据流量的源地址、目的地址、传输协议、服务类型等等信息项进行匹配，一旦数据包与策略匹配上后，iptables就会根据策略所预设的动作来处理这些数据包流量，另外再来提醒下同学们防火墙策略的匹配顺序规则是从上至下的，因此切记要把较为严格、优先级较高的策略放到靠前位置，否则有可能产生错误。下表中为读者们总结归纳了几乎所有常用的iptables命令参数，刘遄老师遵循《Linux就该这么学》书籍的编写初衷而设计了大量动手实验，让您无需生背硬记这些参数，可以结合下面的实例来逐个参阅即可。

使用iptables命令-L参数查看已有的防火墙策略：

使用iptables命令-F参数清空已有的防火墙策略：

把INPUT链的默认策略设置为拒绝：

如前面所提到的防火墙策略设置无非有两种方式，一种是“通”，一种是“堵”，当把INPUT链设置为默认拒绝后，就要往里面写入允许策略了，否则所有流入的数据包都会被默认拒绝掉，同学们需要留意规则链的默认策略拒绝动作只能是DROP，而不能是REJECT。

向INPUT链中添加允许icmp数据包流入的允许策略：

在日常运维工作中经常会使用到ping命令来检查对方主机是否在线，而向防火墙INPUT链中添加一条允许icmp协议数据包流入的策略就是默认允许了这种ping命令检测行为。

删除INPUT链中的那条策略，并把默认策略还原为允许：

设置INPUT链只允许指定网段访问本机的22端口，拒绝其他所有主机的数据请求流量：

防火墙策略是按照从上至下顺序匹配的，因此请一定要记得把允许动作放到拒绝动作上面，否则所有的流量就先被拒绝掉了，任何人都获取不到咱们的业务。文中提到的22端口是下面第9章节讲的ssh服务做占用的资源，刘遄老师在这里挖个小坑，读者们稍后学完再回来验证这个实验效果吧！

使用IP地址在192.168.10.0/24网段内的主机访问服务器的22端口：

使用IP地址在192.168.20.0/24网段外的主机访问服务器的22端口：

向INPUT链中添加拒绝所有人访问本机12345端口的防火墙策略：

向INPUT链中添加拒绝来自于指定192.168.10.5主机访问本机80端口（web服务）的防火墙策略：

向INPUT链中添加拒绝所有主机不能访问本机1000至1024端口的防火墙策略：

是不是还意犹未尽？但对于iptables防火墙管理命令的学习到此就可以结束了，考虑到以后防火墙的发展趋势，同学们只要能把上面的实例看懂看熟就可以完全搞定日常的iptables防火墙配置工作了。但请特别留意下，iptables命令配置的防火墙规则默认会在下一次重启时失效，所以如果您想让配置的防火墙策略永久的生效下去，还要执行一下保存命令：

RHEL7是一个集合多款防火墙管理工具并存的系统，Firewalld动态防火墙管理器服务（Dynamic Firewall Manager of Linux systems）是目前默认的防火墙管理工具，同时拥有命令行终端和图形化界面的配置工具，即使是对Linux命令并不熟悉的同学也能快速入门。相比于传统的防火墙管理工具还支持了动态更新技术并加入了“zone区域”的概念，简单来说就是为用户预先准备了几套防火墙策略集合（策略模板），然后可以根据生产场景的不同而选择合适的策略集合，实现了防火墙策略之间的快速切换。例如咱们有一台笔记本电脑每天都要在办公室、咖啡厅和家里使用，按常理推断最安全的应该是家里的内网，其次是公司办公室，最后是咖啡厅，如果需要在办公室内允许文件共享服务的请求流量、回到家中需要允许所有的服务，而在咖啡店则是除了上网外不允许任何其他请求，这样的需求应该是很常见的，在以前只能频繁的进行手动设置，而现在只需要预设好zone区域集合，然后轻轻点击一下就可以切换过去了上百条策略了，极大的提高了防火墙策略的应用效率，常见的zone区域名称及应用可见下表（默认为public）：

前面第2章学习Linux命令时刘遄老师提到过的，命令行终端是一种极富效率的工作方式，firewall-cmd命令是Firewalld动态防火墙管理器服务的命令行终端。它的参数一般都是以“长格式”来执行的，但同学们也不用太过于担心，因为红帽RHEL7系统非常酷的支持了部分命令的参数补齐，也正好包括了这条命令，也就是说现在除了能够用Tab键来补齐命令或文件名等等内容，还可以用Tab键来补齐下列长格式参数啦（这点特别的棒）。

与Linux系统中其他的防火墙策略配置工具一样，使用firewalld配置的防火墙策略默认为运行时（Runtime）模式，又称为当前生效模式，而且随着系统的重启会失效。如果想让配置策略一直存在，就需要使用永久（Permanent）模式了，方法就是在用firewall-cmd命令正常设置防火墙策略时添加--permanent参数，这样配置的防火墙策略就可以永久生效了。但是，永久生效模式有一个“不近人情”的特点，就是使用它设置的策略只有在系统重启之后才能自动生效。如果想让配置的策略立即生效，需要手动执行firewall-cmd --reload命令。

接下来的实验都很简单，但是提醒大家一定要仔细查看刘遄老师使用的是Runtime模式还是Permanent模式。如果不关注这个细节，就算是正确配置了防火墙策略，也可能无法达到预期的效果。

查看firewalld服务当前所使用的区域：

查询eno16777728网卡在firewalld服务中的区域：

把firewalld服务中eno16777728网卡的默认区域修改为external，并在系统重启后生效。分别查看当前与永久模式下的区域名称：

把firewalld服务的当前默认区域设置为public：

启动/关闭firewalld防火墙服务的应急状况模式，阻断一切网络连接（当远程控制服务器时请慎用）：

查询public区域是否允许请求SSH和HTTPS协议的流量：

把firewalld服务中请求HTTPS协议的流量设置为永久允许，并立即生效：

把firewalld服务中请求HTTP协议的流量设置为永久拒绝，并立即生效：

把在firewalld服务中访问8080和8081端口的流量策略设置为允许，但仅限当前生效：

把原本访问本机888端口的流量转发到22端口，要且求当前和长期均有效：

在客户端使用ssh命令尝试访问192.168.10.10主机的888端口：

firewalld中的富规则表示更细致、更详细的防火墙策略配置，它可以针对系统服务、端口号、源地址和目标地址等诸多信息进行更有针对性的策略配置。它的优先级在所有的防火墙策略中也是最高的。比如，我们可以在firewalld服务中配置一条富规则，使其拒绝192.168.10.0/24网段的所有用户访问本机的ssh服务（22端口）：

在客户端使用ssh命令尝试访问192.168.10.10主机的ssh服务（22端口）：

在各种版本的Linux系统中，几乎没有能让刘遄老师欣慰并推荐的图形化工具，但是firewall-config做到了。它是firewalld防火墙配置管理工具的GUI（图形用户界面）版本，几乎可以实现所有以命令行来执行的操作。毫不夸张的说，即使读者没有扎实的Linux命令基础，也完全可以通过它来妥善配置RHEL 7中的防火墙策略。firewall-config的界面如图8-2所示，其功能具体如下。

刘遄老师再啰嗦几句。在使用firewall-config工具配置完防火墙策略之后，无须进行二次确认，因为只要有修改内容，它就自动进行保存。下面进行动手实践环节。

我们先将当前区域中请求http服务的流量设置为允许，但仅限当前生效。具体配置如图8-3所示。

尝试添加一条防火墙策略规则，使其放行访问8080～8088端口（TCP协议）的流量，并将其设置为永久生效，以达到系统重启后防火墙策略依然生效的目的。在按照图8-4所示的界面配置完毕之后，还需要在Options菜单中单击Reload Firewalld命令，让配置的防火墙策略立即生效（见图8-5）。这与在命令行中执行--reload参数的效果一样。

前面在讲解firewall-config工具的功能时，曾经提到了SNAT（Source Network Address Translation，源网络地址转换）技术。SNAT是一种为了解决IP地址匮乏而设计的技术，它可以使得多个内网中的用户通过同一个外网IP接入Internet。该技术的应用非常广泛，甚至可以说我们每天都在使用，只不过没有察觉到罢了。比如，当我们通过家中的网关设备（比如无线路由器）访问本书配套站点 www.linuxprobe.com 时，就用到了SNAT技术。

大家可以看一下在网络中不使用SNAT技术（见图8-6）和使用SNAT技术（见图8-7）时的情况。在图8-6所示的局域网中有多台PC，如果网关服务器没有应用SNAT技术，则互联网中的网站服务器在收到PC的请求数据包，并回送响应数据包时，将无法在网络中找到这个私有网络的IP地址，所以PC也就收不到响应数据包了。在图8-7所示的局域网中，由于网关服务器应用了SNAT技术，所以互联网中的网站服务器会将响应数据包发给网关服务器，再由后者转发给局域网中的PC。

使用iptables命令实现SNAT技术是一件很麻烦的事情，但是在firewall-config中却是小菜一碟了。用户只需按照图8-8进行配置，并选中Masquerade zone复选框，就自动开启了SNAT技术。

为了让大家直观查看不同工具在实现相同功能的区别，这里使用firewall-config工具重新演示了前面使用firewall-cmd来配置防火墙策略规则，将本机888端口的流量转发到22端口，且要求当前和长期均有效，具体如图8-9和图8-10所示。

配置富规则，让192.168.10.20主机访问到本机的1234端口号，如图8-11所示。

如果生产环境中的服务器有多块网卡在同时提供服务（这种情况很常见），则对内网和对外网提供服务的网卡要选择的防火墙策略区域也是不一样的。也就是说，可以把网卡与防火墙策略区域进行绑定（见图8-12），这样就可以使用不同的防火墙区域策略，对源自不同网卡的流量进行针对性的监控，效果会更好。

最后，刘遄老师想说的是，firewall-config工具真的非常实用，很多原本复杂的长命令被用图形化按钮替代，设置规则也简单明了，足以应对日常工作。所以再次向大家强调配置防火墙策略的原则—只要能实现所需的功能，用什么工具请随君便。

TCP Wrappers是RHEL 7系统中默认启用的一款流量监控程序，它能够根据来访主机的地址与本机的目标服务程序作出允许或拒绝的操作。换句话说，Linux系统中其实有两个层面的防火墙，第一种是前面讲到的基于TCP/IP协议的流量过滤工具，而TCP Wrappers服务则是能允许或禁止Linux系统提供服务的防火墙，从而在更高层面保护了Linux系统的安全运行。

TCP Wrappers服务的防火墙策略由两个控制列表文件所控制，用户可以编辑允许控制列表文件来放行对服务的请求流量，也可以编辑拒绝控制列表文件来阻止对服务的请求流量。控制列表文件修改后会立即生效，系统将会先检查允许控制列表文件（/etc/hosts.allow），如果匹配到相应的允许策略则放行流量；如果没有匹配，则去进一步匹配拒绝控制列表文件（/etc/hosts.deny），若找到匹配项则拒绝该流量。如果这两个文件全都没有匹配到，则默认放行流量。

TCP Wrappers服务的控制列表文件配置起来并不复杂，常用的参数如表4所示。

表4 TCP Wrappers服务的控制列表文件中常用的参数

在配置TCP Wrappers服务时需要遵循两个原则：

下面编写拒绝策略规则文件，禁止访问本机sshd服务的所有流量（无须/etc/hosts.deny文件中修改原有的注释信息）：

接下来，在允许策略规则文件中添加一条规则，使其放行源自192.168.10.0/24网段，访问本机sshd服务的所有流量。可以看到，服务器立刻就放行了访问sshd服务的流量，效果非常直观：

⑤ 防火墙默认应添加哪些服务及策略。

从防火墙产品和技术发展来看，分为三种类型：基于路由器的包过滤防火墙、基于通用操作系统的防火墙、基于专用安全操作系统的防火墙。

LAN接口

列出支持的 LAN接口类型：防火墙所能保护的网络类型，如以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及FDDI等。

支持的最大 LAN接口数：指防火墙所支持的局域网络接口数目，也是其能够保护的不同内网数目。

服务器平台：防火墙所运行的操作系统平台（如 Linux、UNIX、Win NT、专用安全操作系统等）。

协议支持

支持的非 IP协议：除支持IP协议之外，又支持AppleTalk、DECnet、IPX及NETBEUI等协议。

建立 VPN通道的协议： 构建VPN通道所使用的协议，如密钥分配等，主要分为IPSec，PPTP、专用协议等。

可以在 VPN中使用的协议：在VPN中使用的协议，一般是指TCP/IP协议。

加密支持

支持的 VPN加密标准：VPN中支持的加密算法, 例如数据加密标准DES、3DES、RC4以及国内专用的加密算法。

除了 VPN之外，加密的其他用途： 加密除用于保护传输数据以外，还应用于其他领域，如身份认证、报文完整性认证，密钥分配等。

提供基于硬件的加密： 是否提供硬件加密方法，硬件加密可以提供更快的加密速度和更高的加密强度。

认证支持

支持的认证类型： 是指防火墙支持的身份认证协议，一般情况下具有一个或多个认证方案，如 RADIUS、Kerberos、TACACS/TACACS＋、口令方式、数字证书等。防火墙能够为本地或远程用户提供经过认证与授权的对网络资源的访问，防火墙管理员必须决定客户以何种方式通过认证。

列出支持的认证标准和 CA互操作性：厂商可以选择自己的认证方案，但应符合相应的国际标准，该项指所支持的标准认证协议，以及实现的认证协议是否与其他CA产品兼容互通。

支持数字证书：是否支持数字证书。

访问控制

通过防火墙的包内容设置：包过滤防火墙的过滤规则集由若干条规则组成，它应涵盖对所有出入防火墙的数据包的处理方法，对于没有明确定义的数据包，应该有一个缺省处理方法；过滤规则应易于理解，易于编辑修改；同时应具备一致性检测机制，防止冲突。 IP包过滤的依据主要是根据IP包头部信息如源地址和目的地址进行过滤，如果IP头中的协议字段表明封装协议为ICMP、TCP或UDP，那么再根据 ICMP头信息（类型和代码值）、TCP头信息（源端口和目的端口）或UDP头信息（源端口和目的端口）执行过滤，其他的还有MAC地址过滤。应用层协议过滤要求主要包括FTP过滤、基于RPC的应用服务过滤、基于UDP的应用服务过滤要求以及动态包过滤技术等。

在应用层提供代理支持：指防火墙是否支持应用层代理，如 HTTP、FTP、TELNET、SNMP等。代理服务在确认客户端连接请求有效后接管连接，代为向服务器发出连接请求，代理服务器应根据服务器的应答，决定如何响应客户端请求，代理服务进程应当连接两个连接（客户端与代理服务进程间的连接、代理服务进程与服务器端的连接）。为确认连接的唯一性与时效性，代理进程应当维护代理连接表或相关数据库（最小字段集合），为提供认证和授权，代理进程应当维护一个扩展字段集合。

在传输层提供代理支持：指防火墙是否支持传输层代理服务。

允许 FTP命令防止某些类型文件通过防火墙：指是否支持FTP文件类型过滤。

用户操作的代理类型：应用层高级代理功能，如 HTTP、POP3 。

支持网络地址转换 (NAT)：NAT指将一个IP地址域映射到另一个IP地址域，从而为终端主机提供透明路由的方法。NAT常用于私有地址域与公有地址域的转换以解决IP 地址匮乏问题。在防火墙上实现NAT后，可以隐藏受保护网络的内部结构，在一定程度上提高了网络的安全性。

支持硬件口令、智能卡： 是否支持硬件口令、智能卡等，这是一种比较安全的身份认证技术。

防御功能

支持病毒扫描： 是否支持防病毒功能，如扫描电子邮件附件中的 DOC和ZIP文件，FTP中的下载或上载文件内容，以发现其中包含的危险信息。

提供内容过滤： 是否支持内容过滤，信息内容过滤指防火墙在 HTTP、FTP、SMTP等协议层，根据过滤条件，对信息流进行控制，防火墙控制的结果是：允许通过、修改后允许通过、禁止通过、记录日志、报警等。过滤内容主要指URL、HTTP携带的信息：Java Applet、 JavaScript、ActiveX和电子邮件中的Subject、To、From域等。

能防御的 DoS攻击类型：拒绝服务攻击(DoS)就是攻击者过多地占用共享资源，导致服务器超载或系统资源耗尽，而使其他用户无法享有服务或没有资源可用。防火墙通过控制、检测与报警等机制，可在一定程度上防止或减轻DoS黑客攻击。

阻止 ActiveX、Java、Cookies、Javascript侵入：属于HTTP内容过滤，防火墙应该能够从HTTP页面剥离Java Applet、ActiveX等小程序及从Script、PHP和ASP等代码检测出危险代码或病毒，并向浏览器用户报警。同时，能够过滤用户上载的 CGI、ASP等程序，当发现危险代码时，向服务器报警。

安全特性

支持转发和跟踪 ICMP协议（ICMP 代理）：是否支持ICMP代理，ICMP为网间控制报文协议。

提供入侵实时警告：提供实时入侵告警功能，当发生危险事件时，是否能够及时报警，报警的方式可能通过邮件、呼机、手机等。

提供实时入侵防范：提供实时入侵响应功能，当发生入侵事件时，防火墙能够动态响应，调整安全策略，阻挡恶意报文。

识别 /记录/防止企图进行IP地址欺骗：IP地址欺骗指使用伪装的IP地址作为IP包的源地址对受保护网络进行攻击，防火墙应该能够禁止来自外部网络而源地址是内部IP地址的数据包通过。

管理功能

通过集成策略集中管理多个防火墙：是否支持集中管理，防火墙管理是指对防火墙具有管理权限的管理员行为和防火墙运行状态的管理，管理员的行为主要包括：通过防火墙的身份鉴别，编写防火墙的安全规则，配置防火墙的安全参数，查看防火墙的日志等。防火墙的管理一般分为本地管理、远程管理和集中管理等。

提供基于时间的访问控制：是否提供基于时间的访问控制。

支持 SNMP监视和配置：SNMP是简单网络管理协议的缩写。

本地管理：是指管理员通过防火墙的 Console口或防火墙提供的键盘和显示器对防火墙进行配置管理。

远程管理：是指管理员通过以太网或防火墙提供的广域网接口对防火墙进行管理，管理的通信协议可以基于 FTP、TELNET、HTTP等。

支持带宽管理：防火墙能够根据当前的流量动态调整某些客户端占用的带宽。

负载均衡特性：负载均衡可以看成动态的端口映射，它将一个外部地址的某一 TCP或UDP端口映射到一组内部地址的某一端口，负载均衡主要用于将某项服务（如HTTP）分摊到一组内部服务器上以平衡负载。

失败恢复特性（ failover)：指支持容错技术，如双机热备份、故障恢复，双电源备份等。

记录和报表功能

防火墙处理完整日志的方法：防火墙规定了对于符合条件的报文做日志，应该提供日志信息管理和存储方法。

提供自动日志扫描：指防火墙是否具有日志的自动分析和扫描功能，这可以获得更详细的统计结果，达到事后分析、亡羊补牢的目的。

提供自动报表、日志报告书写器：防火墙实现的一种输出方式，提供自动报表和日志报告功能。

警告通知机制：防火墙应提供告警机制，在检测到入侵网络以及设备运转异常情况时，通过告警来通知管理员采取必要的措施，包括 E－mail、呼机、手机等。

提供简要报表（按照用户 ID或IP 地址）：防火墙实现的一种输出方式，按要求提供报表分类打印。

提供实时统计：防火墙实现的一种输出方式，日志分析后所获得的智能统计结果，一般是图表显示。

列出获得的国内有关部门许可证类别及号码：这是防火墙合格与销售的关键要素之一，其中包括：公安部的销售许可证、国家信息安全测评中心的认证证书、总参的国防通信入网证和国家保密局的推荐证明等。

⑥ 防火墙技术有哪些

从实现原理上分，防火墙的技术包括四大类：网络级防火墙、应用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。

1、网络级防火墙

一般是基于源地址和目的地址、应用、协议以及每个IP包的端口来作出通过与否的判断。防火墙检查每一条规则直至发现包中的信息与某规则相符。

如果没有一条规则能符合，防火墙就会使用默认规则，一般情况下，默认规则就是要求防火墙丢弃该包。通过定义基于TCP或UDP数据包的端口号，防火墙能够判断是否允许建立特定的连接，如Telnet、FTP连接。

2、应用级网关

应用级网关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，并做精细的注册和稽核。

它针对特别的网络应用服务协议即数据过滤协议，并且能够对数据包分析并形成相关的报告。应用网关对某些易于登录和控制所有输出输入的通信的环境给予严格的控制，以防有价值的程序和数据被窃取。

3、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二层。

电路级网关代理服务器功能，代理服务器是设置在Internet防火墙网关的专用应用级代码。这种代理服务准许网管员允许或拒绝特定的应用程序或一个应用的特定功能。包过滤技术和应用网关是通过特定的逻辑判断来决定是否允许特定的数据包通过，成功地实现了防火墙内外计算机系统的隔离。

4、规则检查防火墙

该防火墙结合了包过滤防火墙、电路级网关和应用级网关的特点。能够在OSI网络层上通过IP地址和端口号，过滤进出的数据包，也能够检查SYN和ACK标记和序列数字是否逻辑有序。当然它也象应用级网关一样，可以在OSI应用层上检查数据包的内容，查看这些内容是否能符合企业网络的安全规则。

规则检查防火墙虽然集成前三者的特点，但是不同于一个应用级网关的是，它并不打破客户机/服务器模式来分析应用层的数据，它允许受信任的客户机和不受信任的主机建立直接连接。规则检查防火墙不依靠与应用层有关的代理，而是依靠某种算法来识别进出的应用层数据。

(6)防火墙策略预编译技术扩展阅读

应用防火墙技术考虑以下方面：

1、防火墙是不能防病毒的。

2、防火墙技术的另外一个弱点在于数据在防火墙之间的更新是一个难题，如果延迟太大将无法支持实时服务请求。

防火墙采用滤波技术，滤波通常使网络的性能降低50%以上，如果为了改善网络性能而购置高速路由器，又会大大提高经济预算。

防火墙是企业网安全问题的常用方案，即把公共数据和服务置于防火墙外，使其对防火墙内部资源的访问受到限制。作为一种网络安全技术，防火墙具有简单实用的特点，并且透明度高，可以在不修改原有网络应用系统的情况下达到一定的安全要求。

⑦ 如何防范计算机网络攻击

一、计算机网络攻击的常见手法

互联网发展至今，除了它表面的繁荣外，也出现了一些不良现象，其中黑客攻击是最令广大网民头痛的事情，它是计算机网络安全的主要威胁。下面着重分析黑客进行网络攻击的几种常见手法及其防范措施。

（一）利用网络系统漏洞进行攻击

许多网络系统都存在着这样那样的漏洞，这些漏洞有可能是系统本身所有的，如WindowsNT、UNIX等都有数量不等的漏洞，也有可能是由于网管的疏忽而造成的。黑客利用这些漏洞就能完成密码探测、系统入侵等攻击。

对于系统本身的漏洞，可以安装软件补丁；另外网管也需要仔细工作，尽量避免因疏橘粗盯忽而使他人有机可乘。

（二）通过电子邮件进行攻击

电子邮件是互联网上运用得十分广泛的一种通讯方式。黑客可以使用一些邮件炸弹软件或CGI程序向目的邮箱发送大量内容重复、无用的垃圾邮件，从而使目的邮箱被撑爆而无法使用。当垃圾邮件的发送流量特别大时，还有可能造成邮件系统对于正常的工作反映缓慢，甚至瘫痪，这一点和后面要讲到的“拒绝服务攻击（DDoS）比较相似。

对于遭受此类攻击的邮箱，可以使用一些垃圾邮件清除软件来解决，其中常见的有SpamEater、Spamkiller等，Outlook等收信软件同样也能达到此目的。

（三）解密攻击

在互联网上，使用密码是最常见并且最重要的安全保护方法，用户时时刻刻都需要输入密码进行身份校验。而现在的密码保护手段大都认密码不认人，只要有密码，系统就会认为你是经过授权的正常用户，因此，取得密码也是黑客进行攻击的一重要手法。

取得密码也还有好几种方法，一种是对网络上的数据进行监听。因为系统在进行密码校验时，用户输入的密码需要从用户端传送到服务器端，而黑客就能在两端之间进行数据监听。

但一般系统在传送密码时都进行了加密处理，即黑客所得到的数据中不会存在明文的密码，这给黑客进行破解又提了一道难题。这种手法一般运用于局域网，一旦成功攻击者将会得到很大的操作权益。

另一种解密方法就是使用穷举法对已知用户名的密码进行暴力解密。这种解密软件对尝试所有可能字符所组成的密码，但这项工作十分地费时，不过如果用户的密码设置得比较简单，如“12345”、“ABC”等那有可能只需一眨眼的功夫就可搞定。

为了防止受到这种攻击的危害，用户在进行密码设置时一定要将其设置得复杂，也可使用多层密码，或者变换思路使用中文密码，并且不要以自己的生圆和日和电话甚至用户名作为密码，因为一些密码破解软件可以让破解者输入与被破解用户相关的信息，如生日等，然后对这些数据构成的密码进行优先尝试。另外应该经常更换密码，这样使其被破解的可能性又下降了不少。

（四）后门软件攻击

后门软件攻击是互联网上比较多的一种攻击手法。Back Orifice2000、冰河等都是比较着名的特洛伊木马，它们可以非法地取得用户电脑的超级用户级权利，可以对其进行完全的控制，除了可以进行文件操作外，同时也可以进行对方桌面抓图、取得密码等操作。

这些后门软件分为服务器端和用户端，当黑客进行攻击时，会使用用户端程序登陆上已安装好服务器端程序的电脑，这些服务器端程序都比较小，一般会随附带于某些软件上。有可能当用户下载了一个小游戏并运行时，后门软件的服务器端就安装完成了，而且大部分后门软件的重生能力比较强，给用户进行清除造成一定的麻烦。

当在网上下载数据时，一定要在其运行之前进行病毒扫描，并使用一定的反编译软件，查看来源数据是否有其他可疑的应用程序，从而杜绝这些后门软件。

（五）拒绝服务攻击

互联网上许多大网站都遭受过此类攻击。实施拒绝服务攻击（DDoS）的难度比较小，但它的破坏性却很大。它的具体手法就是向目的服务器发送大量的数据包，几乎占取该服务器所有的网络宽带，从而凳誉使其无法对正常的服务请求进行处理，而导致网站无法进入、网站响应速度大大降低或服务器瘫痪。

现在常见的蠕虫病毒或与其同类的病毒都可以对服务器进行拒绝服务攻击的进攻。它们的繁殖能力极强，一般通过Microsoft的Outlook软件向众多邮箱发出带有病毒的邮件，而使邮件服务器无法承担如此庞大的数据处理量而瘫痪。

对于个人上网用户而言，也有可能遭到大量数据包的攻击使其无法进行正常的网络操作，所以大家在上网时一定要安装好防火墙软件，同时也可以安装一些可以隐藏IP地址的程序，怎样能大大降低受到攻击的可能性。
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二、计算机网络安全的防火墙技术

计算机网络安全是指利用网络管理控制和技术措施，保证在一个网络环境里，信息数据的保密性、完整性和可使用性受到保护。网络安全防护的根本目的，就是防止计算机网络存储、传输的信息被非法使用、破坏和篡改。防火墙技术正是实现上述目的一种常用的计算机网络安全技术。

（一）防火墙的含义

所谓“防火墙”，是指一种将内部网和公众访问网(如Internet)分开的方法，它实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络，防止他们更改、拷贝、毁坏你的重要信息。

（二）防火墙的安全性分析

防火墙对网络的安全起到了一定的保护作用，但并非万无一失。通过对防火墙的基本原理和实现方式进行分析和研究，作者对防火墙的安全性有如下几点认识：

1．只有正确选用、合理配置防火墙，才能有效发挥其安全防护作用

防火墙作为网络安全的一种防护手段，有多种实现方式。建立合理的防护系统，配置有效的防火墙应遵循这样四个基本步骤：

a.风险分析；

b.需求分析；

c.确立安全政策；

d.选择准确的防护手段，并使之与安全政策保持一致。

然而，多数防火墙的设立没有或很少进行充分的风险分析和需求分析，而只是根据不很完备的安全政策选择了一种似乎能“满足”需要的防火墙，这样的防火墙能否“防火”还是个问题。

2．应正确评估防火墙的失效状态

评价防火墙性能如何，及能否起到安全防护作用，不仅要看它工作是否正常，能否阻挡或捕捉到恶意攻击和非法访问的蛛丝马迹，而且要看到一旦防火墙被攻破，它的状态如何? 按级别来分，它应有这样四种状态：

a.未受伤害能够继续正常工作；

b.关闭并重新启动，同时恢复到正常工作状态；

c.关闭并禁止所有的数据通行；

d. 关闭并允许所有的数据通行。

前两种状态比较理想，而第四种最不安全。但是许多防火墙由于没有条件进行失效状态测试和验证，无法确定其失效状态等级，因此网络必然存在安全隐患。

3.防火墙必须进行动态维护

防火墙安装和投入使用后，并非万事大吉。要想充分发挥它的安全防护作用，必须对它进行跟踪和维护，要与商家保持密切的联系，时刻注视商家的动态。因为商家一旦发现其产品存在安全漏洞，就会尽快发布补救(Patch) 产品，此时应尽快确认真伪(防止特洛伊木马等病毒)，并对防火墙软件进行更新。

4.目前很难对防火墙进行测试验证

防火墙能否起到防护作用，最根本、最有效的证明方法是对其进行测试，甚至站在“黑客”的角度采用各种手段对防火墙进行攻击。然而具体执行时难度较大，主要原因是：

a.防火墙性能测试目前还是一种很新的技术，尚无正式出版刊物，可用的工具和软件更是寥寥无几。据了解目前只有美国ISS公司提供有防火墙性能测试的工具软件。

b.防火墙测试技术尚不先进，与防火墙设计并非完全吻合，使得测试工作难以达到既定的效果。

c.选择“谁”进行公正的测试也是一个问题。

可见，防火墙的性能测试决不是一件简单的事情，但这种测试又相当必要，进而提出这样一个问题：不进行测试，何以证明防火墙安全？

5.非法攻击防火墙的基本“招数”

a. IP地址欺骗攻击。许多防火墙软件无法识别数据包到底来自哪个网络接口，因此攻击者无需表明进攻数据包的真正来源，只需伪装IP地址，取得目标的信任，使其认为来自网络内部即可。IP地址欺骗攻击正是基于这类防火墙对IP地址缺乏识别和验证的机制而得成的。

b.破坏防火墙的另一种方式是攻击与干扰相结合。也就是在攻击期间使防火墙始终处于繁忙的状态。防火墙过分的繁忙有时会导致它忘记履行安全防护的职能，处于失效状态。

c.防火墙也可能被内部攻击。因为安装了防火墙后，随意访问被严格禁止了， 这样内部人员无法在闲暇的时间通过Telnet浏览邮件或使用FTP向外发送信息，个别人会对防火墙不满进而可能攻击它、破坏它，期望回到从前的状态。这里，攻击的目标常常是防火墙或防火墙运行的操作系统，因此不仅涉及网络安全，还涉及主机安全问题。
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（三）防火墙的基本类型

实现防火墙的技术包括四大类：网络级防火墙（也叫包过滤型防火墙）、应用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。

1.网络级防火墙

一般是基于源地址和目的地址、应用或协议以及每个IP包的端口来作出通过与否的判断。一个路由器便是一个“传统”的网络级防火墙，大多数的路由器都能通过检查这些信息来决定是否将所收到的包转发，但它不能判断出一个IP包来自何方，去向何处。

先进的网络级防火墙可以判断这一点，它可以提供内部信息以说明所通过的连接状态和一些数据流的内容，把判断的信息同规则表进行比较，在规则表中定义了各种规则来表明是否同意或拒绝包的通过。包过滤防火墙检查每一条规则直至发现包中的信息与某规则相符。

如果没有一条规则能符合，防火墙就会使用默认规则，一般情况下，默认规则就是要求防火墙丢弃该包。其次，通过定义基于TCP或UDP数据包的端口号，防火墙能够判断是否允许建立特定的连接，如Telnet、FTP连接。

下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：

(1)允许网络123.1.0使用FTP(21口)访问主机 ；

(2)允许IP地址为 和 的用户Telnet (23口)到主机 上；

(3)允许任何地址的E-mail(25口)进入主机 ；

(4)允许任何WWW数据（80口）通过；

(5)不允许其他数据包进入。

网络级防火墙简洁、速度快、费用低，并且对用户透明，但是对网络的保护很有限，因为它只检查地址和端口，对网络更高协议层的信息无理解能力。

2.规则检查防火墙

该防火墙结合了包过滤防火墙、电路级网关和应用级网关的特点。它同包过滤防火墙一样， 规则检查防火墙能够在OSI网络层上通过IP地址和端口号，过滤进出的数据包。它也象电路级网关一样，能够检查SYN和ACK标记和序列数字是否逻辑有序。

当然它也象应用级网关一样， 可以在OSI应用层上检查数据包的内容，查看这些内容是否能符合公司网络的安全规则。规则检查防火墙虽然集成前三者的特点，但是不同于一个应用级网关的是，它并不打破客户机/服务机模式来分析应用层的数据， 它允许受信任的客户机和不受信任的主机建立直接连接。

规则检查防火墙不依靠与应用层有关的代理，而是依靠某种算法来识别进出的应用层数据，这些算法通过已知合法数据包的模式来比较进出数据包，这样从理论上就能比应用级代理在过滤数据包上更有效。

目前在市场上流行的防火墙大多属于规则检查防火墙，因为该防火墙对于用户透明，在OSI最高层上加密数据，不需要你去修改客户端的程序，也不需对每个需要在防火墙上运行的服务额外增加一个代理。

如现在最流行的防火墙之一OnTechnology软件公司生产的OnGuard和CheckPoint软件公司生产的FireWall-1防火墙都是一种规则检查防火墙。

从趋势上看，未来的防火墙将位于网络级防火墙和应用级防火墙之间，也就是说，网络级防火墙将变得更加能够识别通过的信息，而应用级防火墙在目前的功能上则向“透明”、“低级”方面发展。最终防火墙将成为一个快速注册稽查系统，可保护数据以加密方式通过，使所有组织可以放心地在节点间传送数据。

（四）防火墙的配置

防火墙配置有三种：Dual-homed方式、Screened-host方式和Screened-subnet方式。Dual-homed方式最简单。 Dual-homedGateway放置在两个网络之间，这个Dual-omedGateway又称为bastionhost。

这种结构成本低，但是它有单点失败的问题。这种结构没有增加网络安全的自我防卫能力，而它往往是受“黑客”攻击的首选目标，它自己一旦被攻破，整个网络也就暴露了。

Screened-host方式中的Screeningrouter为保护Bastionhost的安全建立了一道屏障。它将所有进入的信息先送往Bastionhost，并且只接受来自Bastionhost的数据作为出去的数据。

这种结构依赖Screeningrouter和Bastionhost，只要有一个失败，整个网络就暴露了。Screened-subnet包含两个Screeningrouter和两个Bastionhost。 在公共网络和私有网络之间构成了一个隔离网，称之为”停火区”（DMZ，即DemilitarizedZone）,Bastionhost放置在”停火区”内。这种结构安全性好，只有当两个安全单元被破坏后，网络才被暴露，但是成本也很昂贵。
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（四）防火墙的安全措施

各种防火墙的安全性能不尽相同。这里仅介绍一些一般防火墙的常用安全措施：

1.防电子欺骗术

防电子欺骗术功能是保证数据包的IP地址与网关接口相符，防止通过修改IP地址的方法进行非授权访问。还应对可疑信息进行鉴别，并向网络管理员报警。

2.网络地址转移

地址转移是对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。

3.开放式结构设计

开放式结构设计使得防火墙与相关应用程序和外部用户数据库的连接相当容易，典型的应用程序连接如财务软件包、病毒扫描、登录分析等。

4.路由器安全管理程序

它为Bay和Cisco的路由器提供集中管理和访问列表控制。

（六）传统防火墙的五大不足

1．无法检测加密的Web流量

如果你正在部署一个光键的门户网站，希望所有的网络层和应用层的漏洞都被屏蔽在应用程序之外。这个需求，对于传统的网络防火墙而言，是个大问题。

由于网络防火墙对于加密的SSL流中的数据是不可见的，防火墙无法迅速截获SSL数据流并对其解密，因此无法阻止应用程序的攻击，甚至有些网络防火墙，根本就不提供数据解密的功能。

2、普通应用程序加密后，也能轻易躲过防火墙的检测

网络防火墙无法看到的，不仅仅是SSL加密的数据。对于应用程序加密的数据，同样也不可见。在如今大多数网络防火墙中，依赖的是静态的特征库，与入侵监测系统（IDS，Intrusion Detect System）的原理类似。只有当应用层攻击行为的特征与防火墙中的数据库中已有的特征完全匹配时，防火墙才能识别和截获攻击数据。

但如今，采用常见的编码技术，就能够地将恶意代码和其他攻击命令隐藏起来，转换成某种形式，既能欺骗前端的网络安全系统，又能够在后台服务器中执行。这种加密后的攻击代码，只要与防火墙规则库中的规则不一样，就能够躲过网络防火墙，成功避开特征匹配。

3、对于Web应用程序，防范能力不足

网络防火墙于1990年发明，而商用的Web服务器，则在一年以后才面世。基于状态检测的防火墙，其设计原理，是基于网络层TCP和IP地址，来设置与加强状态访问控制列表（ACLs，Access Control Lists）。在这一方面，网络防火墙表现确实十分出色。

近年来，实际应用过程中，HTTP是主要的传输协议。主流的平台供应商和大的应用程序供应商，均已转移到基于Web的体系结构，安全防护的目标，不再只是重要的业务数据。网络防火墙的防护范围，发生了变化。

对于常规的企业局域网的防范，通用的网络防火墙仍占有很高的市场份额，继续发挥重要作用，但对于新近出现的上层协议，如XML和SOAP等应用的防范，网络防火墙就显得有些力不从心。

由于体系结构的原因，即使是最先进的网络防火墙，在防范Web应用程序时，由于无法全面控制网络、应用程序和数据流，也无法截获应用层的攻击。由于对于整体的应用数据流，缺乏完整的、基于会话（Session）级别的监控能力，因此很难预防新的未知的攻击。

4、应用防护特性，只适用于简单情况

目前的数据中心服务器，时常会发生变动，比如：

★ 定期需要部署新的应用程序；

★ 经常需要增加或更新软件模块；

★ QA们经常会发现代码中的bug，已部署的系统需要定期打补丁。

在这样动态复杂的环境中，安全专家们需要采用灵活的、粗粒度的方法，实施有效的防护策略。

虽然一些先进的网络防火墙供应商，提出了应用防护的特性，但只适用于简单的环境中。细看就会发现，对于实际的企业应用来说，这些特征存在着局限性。在多数情况下，弹性概念（proof-of-concept）的特征无法应用于现实生活中的数据中心上。

比如，有些防火墙供应商，曾经声称能够阻止缓存溢出：当黑客在浏览器的URL中输入太长数据，试图使后台服务崩溃或使试图非法访问的时候，网络防火墙能够检测并制止这种情况。

细看就会发现，这些供应商采用对80端口数据流中，针对URL长度进行控制的方法，来实现这个功能的。

如果使用这个规则，将对所有的应用程序生效。如果一个程序或者是一个简单的Web网页，确实需要涉及到很长的URL时，就要屏蔽该规则。

网络防火墙的体系结构，决定了网络防火墙是针对网络端口和网络层进行操作的，因此很难对应用层进行防护，除非是一些很简单的应用程序。

5、无法扩展带深度检测功能

基于状态检测的网络防火墙，如果希望只扩展深度检测（deep inspection）功能，而没有相应增加网络性能，这是不行的。

真正的针对所有网络和应用程序流量的深度检测功能，需要空前的处理能力，来完成大量的计算任务，包括以下几个方面：

★ SSL加密/解密功能；

★ 完全的双向有效负载检测；

★ 确保所有合法流量的正常化；

★ 广泛的协议性能；

这些任务，在基于标准PC硬件上，是无法高效运行的，虽然一些网络防火墙供应商采用的是基于ASIC的平台，但进一步研究，就能发现：旧的基于网络的ASIC平台对于新的深度检测功能是无法支持的。

三、结束语

由于互联网络的开放性和通信协议的安全缺陷，以及在网络环境中数据信息存储和对其访问与处理的分布性特点，网上传输的数据信息很容易泄露和被破坏，网络受到的安全攻击非常严重，因此建立有效的网。