防火墻技術(shù)-包過濾防火墻

第五講：防火墻知識(shí)1TCP/IP與防火墻防火墻的發(fā)展歷程簡(jiǎn)單包過濾防火墻TCP/IP與防火墻——協(xié)議2目的物理地址源物理地址類型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層TCP/IP與防火墻——協(xié)議3防火墻TCP/IP與防火墻——IP地址通過TCP/IP協(xié)議形成的互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)，它隱藏了底層各種物理網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)。一個(gè)邏輯的、通用的、虛擬的TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)盡管各底層網(wǎng)絡(luò)可能不一樣，但在網(wǎng)絡(luò)層（及以上層）是一致的。在這個(gè)一致的TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)源端和目的端間的數(shù)據(jù)通信，需要有一個(gè)統(tǒng)一的、邏輯的通信端點(diǎn)標(biāo)識(shí)方案，TCP/IP在網(wǎng)絡(luò)層上使用IP地址編址方案。IP地址是以TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的雙方必須的、符合標(biāo)準(zhǔn)格式的節(jié)點(diǎn)（主機(jī)或路由器等）地址標(biāo)識(shí)符，同一網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)IP地址不能重復(fù)（沖突）。在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須擁有全球認(rèn)可的、統(tǒng)一管理的、唯一的IP地址。（內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不受此限制，只要它的設(shè)備不直接與互聯(lián)網(wǎng)通信；而通過代理服務(wù)器或地址轉(zhuǎn)換設(shè)備可以間接與互聯(lián)網(wǎng)通信。）每個(gè)具體的PC、服務(wù)器、路由器的各通信端口（如網(wǎng)卡）均需賦予IP地址；一個(gè)物理通信端口可以賦予多個(gè)IP地址，每個(gè)IP地址成為一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)（連接點(diǎn)）4TCP/IP與防火墻——端口端口（Port）傳輸層提供應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)之間的各接口點(diǎn)稱為端口，它是個(gè)預(yù)定義的內(nèi)部地址（編號(hào)），以16位字標(biāo)識(shí)，提供從應(yīng)用程序到傳輸層或從傳輸層到應(yīng)用程序之間的一條通路，如：80端口。在TCP/IP系統(tǒng)中，應(yīng)用程序根據(jù)端口號(hào)通過TCP或UDP軟件將數(shù)據(jù)送往目的主機(jī)或從源主機(jī)接收數(shù)據(jù)。源主機(jī)和目的主機(jī)上的應(yīng)用程序間要進(jìn)行傳輸層及以上的通信，必須將該應(yīng)用程序綁定在某個(gè)端口上。因此，通信除了需要IP地址外，還需要源和目的端口。這樣，通信根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層（IP層）的IP地址指明了源、目的主機(jī)，而根據(jù)傳輸層（TCP或UDP）的端口指明主機(jī)上各應(yīng)用程序。端口的分配有2種方式：靜態(tài)端口（統(tǒng)一管理的靜態(tài)指定和應(yīng)用程序的靜態(tài)指定）和動(dòng)態(tài)端口（操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)綁定）。5TCP/IP與防火墻——端口知名（Well-known）端口應(yīng)用程序在使用端口時(shí)不能重復(fù)（沖突）。通常，端口0～255保留歸系統(tǒng)使用；256～1023是通用服務(wù)端口；1024以上用戶程序可使用。應(yīng)用程序在通信時(shí)需要知道對(duì)方的端口號(hào)。典型的情況，在C/S模型下，Client（應(yīng)用程序）向Server（服務(wù)程序）請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，Client需要知道Server的服務(wù)端口。通用的服務(wù)使用所謂“知名”端口號(hào)，如：FTP－21，Telnet－23，SMTP－25，DNS－53，TFTP－69，Gopher－70，F(xiàn)inger－79，HTTP－80，POP3－110，NNTP－119，SNMP－161，BGP－179等。6TCP/IP與防火墻——端口端口應(yīng)用例7數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層TCP…21,22,23,80…UDP…9,11,161…FTPTCP21WebTCP80SNMPUDP161計(jì)算機(jī)A至計(jì)算機(jī)B，TCP端口21計(jì)算機(jī)B至計(jì)算機(jī)B，TCP端口80TCP：2340TCP：2349……10permittedtcp(1828)(25)11permittedtcp(2310)21(80)12permittedtcp(1828)5(445)13permittedtcp(8428)10(445)14permittedtcp(1240)21(80)15permittedtcp(2311)21(80)16permittedtcp(2312)21(80)17permittedtcp(2121)(80)18permittedtcp0(1840)(25)19permittedtcp0(2311)(80)20permittedudp(1833)(161)21permittedtcp(3210)21(80)822permittedtcp(2003)4(445)23permittedtcp10(6500)0(21)24permittedtcp00(5328)10(445)25permittedtcp00(4433)5(445)26permittedtcp0(2433)(80)27permittedtcp0(2433)(25)28permittedtcp0(6783)(80)29permittedtcp(2439)0(80)30permittedtcp(4139)0(80)31permittedtcp8(5577)0(80)32permittedtcp4(5432)0(80)……TCP/IP與防火墻——防火墻日志第五講：防火墻知識(shí)9TCP/IP與防火墻防火墻的發(fā)展歷程簡(jiǎn)單包過濾防火墻200010基于實(shí)現(xiàn)方式基于技術(shù)手段防火墻的發(fā)展歷程11由于多數(shù)路由器中本身就包含有分組過濾功能，故網(wǎng)絡(luò)訪問控制可通過路由控制來實(shí)現(xiàn)，從而使具有分組過濾功能的路由器成為第一代防火墻產(chǎn)品。第一代：基于路由器的防火墻基于路由器的防火墻特點(diǎn)：利用路由器本身對(duì)數(shù)據(jù)包的解析，以訪問控制表方式控制數(shù)據(jù)包的過濾；過濾判決的依據(jù)可以是：IP地址、端口號(hào)、以及其它網(wǎng)絡(luò)特征；只有數(shù)據(jù)包過濾功能，配置簡(jiǎn)單。12基于路由器的防火墻13工作原理：檢查數(shù)據(jù)鏈路層的物理地址檢查網(wǎng)絡(luò)層的IP地址網(wǎng)段網(wǎng)段基于路由器的防火墻14缺點(diǎn)：本身具有安全漏洞；過濾規(guī)則的設(shè)置存在安全隱患；最大的隱患是：攻擊者可以“假冒”地址進(jìn)行攻擊；本質(zhì)性缺陷是：會(huì)大大降低路由器的性能。代表產(chǎn)品：Cisco路由器第二代：防火墻工具套件15用戶化的防火墻，將過濾功能從路由器中獨(dú)立出來，并加上審計(jì)和告警功能。針對(duì)用戶需求，提供模塊化的軟件包，是純軟件產(chǎn)品。防火墻工具套件特點(diǎn)：將過濾功能從路由器中獨(dú)立出來，并加上審計(jì)和告警功能；提供模塊化的軟件包；用戶可以自己動(dòng)手構(gòu)造防火墻（iptable）；與第一代防火墻相比，安全性提高了，價(jià)格降低了。16防火墻工具套件17缺點(diǎn)：配置和維護(hù)過程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)；對(duì)用戶的技術(shù)要求高；全軟件實(shí)現(xiàn)，安全性和處理速度均有限制。代表產(chǎn)品： iptable、TIS

FWTK、AXNET

Raptor、SecureZone第三代：通用操作系統(tǒng)防火墻18建立在通用操作系統(tǒng)上的防火墻，近年來在市場(chǎng)上廣泛使用的就是這一代產(chǎn)品。包括分組過濾和代理功能。有以純軟件實(shí)現(xiàn)的，也有以硬件方式實(shí)現(xiàn)的。通用操作系統(tǒng)防火墻特點(diǎn)：是批量生產(chǎn)的專用防火墻；具備數(shù)據(jù)包過濾功能；具備專用的代理系統(tǒng)；安全性和速度大大提高。19通用操作系統(tǒng)防火墻20缺點(diǎn)：由于大多數(shù)防火墻廠商并非通用操作系統(tǒng)的廠商，通用操作系統(tǒng)廠商不會(huì)對(duì)操作系統(tǒng)的安全性負(fù)責(zé)；該類防火墻既要防止外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊，還要防止來自針對(duì)操作系統(tǒng)的攻擊；用戶必須依賴防火墻廠商和操作系統(tǒng)廠商兩方面的安全支持。通用操作系統(tǒng)防火墻21代表產(chǎn)品：CheckPointfireWall-1CAEtrustFireWallMicrosoftProxyServer天融信網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)士東大阿派NetEyes聯(lián)想網(wǎng)御...…第四代：安全操作系統(tǒng)防火墻22具有安全操作系統(tǒng)的防火墻本身就是一個(gè)操作系統(tǒng)，因而在安全性上得到提高。安全操作系統(tǒng)防火墻特點(diǎn)：防火墻廠商具有操作系統(tǒng)的源代碼，并可實(shí)現(xiàn)安全內(nèi)核；對(duì)安全內(nèi)核實(shí)現(xiàn)加固處理：去掉不必要的系統(tǒng)特性，強(qiáng)化安全保護(hù)；在功能上包括了數(shù)據(jù)包過濾、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)、電路級(jí)網(wǎng)關(guān)，具有加密與鑒別功能；透明性好，易于使用；取消危險(xiǎn)的系統(tǒng)調(diào)用；限制命令的執(zhí)行權(quán)限；采用隨機(jī)連接序號(hào)；采用多個(gè)安全內(nèi)核；…

…23安全操作系統(tǒng)防火墻24代表產(chǎn)品：Cisco

PIXNetScreen第五講：防火墻知識(shí)25TCP/IP與防火墻防火墻的發(fā)展歷程簡(jiǎn)單包過濾防火墻防火墻技術(shù)分類26簡(jiǎn)單包過濾/分組過濾防火墻狀態(tài)檢測(cè)包過濾防火墻應(yīng)用代理防火墻電路中繼防火墻應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層簡(jiǎn)單包過濾/分組過濾防火墻原理27作用在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，它根據(jù)數(shù)據(jù)包的包頭源地址、目的地址和源端口號(hào)、目的端口號(hào)、協(xié)議類型等標(biāo)志確定是否允許數(shù)據(jù)包通過。只有滿足過濾邏輯的數(shù)據(jù)包才被轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的目的地出口端，其余數(shù)據(jù)包則被從數(shù)據(jù)流中丟棄。包過濾防火墻設(shè)計(jì)目標(biāo)與能力28防火墻的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)首先能夠區(qū)分“內(nèi)部”與“外部”網(wǎng)絡(luò)。所有通過“內(nèi)部”和“外部”的網(wǎng)絡(luò)流量都要經(jīng)過防火墻通過設(shè)置安全策略，來保證只有經(jīng)過授權(quán)的數(shù)據(jù)才可以通過防火墻防火墻本身具備較高的性能與安全防火墻的控制能力設(shè)備控制，確定哪些設(shè)備可以被訪問服務(wù)/應(yīng)用控制，確定哪些服務(wù)/應(yīng)用可以被訪問方向控制，對(duì)于特定的服務(wù)，可以確定允許哪個(gè)方向能夠通過防火墻用戶控制，根據(jù)用戶來控制對(duì)服務(wù)的訪問如何過濾？29對(duì)于每個(gè)進(jìn)來的數(shù)據(jù)包，適用一組規(guī)則，然后決定轉(zhuǎn)發(fā)或者丟棄該包過濾的規(guī)則以網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層為基礎(chǔ)，包括源和目標(biāo)IP地址、協(xié)議類型、源和目標(biāo)端口號(hào)過濾器往往建立一組規(guī)則，根據(jù)IP數(shù)據(jù)包是否匹配規(guī)則中指定的條件來作出決定如果匹配到一條規(guī)則，則根據(jù)此規(guī)則決定轉(zhuǎn)發(fā)或者丟棄如果所有規(guī)則都不匹配，則根據(jù)缺省策略過濾依據(jù)30協(xié)議類型：TCP、UDP、ICMP等源IP地址、目的IP地址源端口、目的端口：FTP(21)、HTTP(80)等數(shù)據(jù)包流向：in或outIP選項(xiàng)：

源路由選項(xiàng)等TCP選項(xiàng)：SYN、ACK、FIN、RST等數(shù)據(jù)包流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接口：eth0、eth1等包過濾防火墻工作協(xié)議31應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層外部網(wǎng)絡(luò)主機(jī)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主機(jī)包過濾型防火墻IPTCP傳輸層過濾規(guī)則設(shè)置32方向類型源地址目的地址源端口目的端口動(dòng)作inside