防火墙技术技术论文
防火墙技术技术论文
防火墙技术作为时下比较成熟的一种网络安全技术，其安全性直接关系到用户的切身利益。学习啦小编整理的防火墙技术技术论文，希望你能从中得到感悟!
防火墙技术技术论文篇一
浅析防火墙技术
【摘要】防火墙技术作为时下比较成熟的一种网络安全技术，其安全性直接关系到用户的切身利益。随着计算机技术和网络技术的发展，计算机网络给人们带来了很多便利，于此同时网络安全的问题也伴随着网络技术的发展而日趋严重。使用防火墙能很好的提高系统的安全性，减少系统受到网络安全方面的威胁。在现在的计算机时代，网络信息的安全越显得重要。而对防火墙技术的要求也会越来越高。
【关键词】防火墙;网络安全;网络技术
为了解决互联网时代个人网络安全的问题，近年来新兴了防火墙技术。防火墙具有很强的实用性和针对性，它为个人上网用户提供了完整的网络安全解决方案，可以有效地控制个人电脑用户信息在互联网上的收发。
用户可以根据自己的需要，通过设定一些参数，从而达到控制本机与互联网之间的信息交流阻止恶性信息对本机的攻击而且防火墙能够实时记录其它系统试图对本机系统的访问，使计算机在连接到互联网的时候避免受到网络攻击和资料泄漏的安全威胁。
一套完整的防火墙系统通常是由屏蔽路由器和代理服务器组成。屏蔽路由器是一个多端口的IP路由器，它通过对每一个到来的IP包依据组规则进行检查来判断是否对之进行转发。屏蔽路由器从包头取得信息。代理服务器是防火墙中的一个服务器进程，它能够代替网络用户完成特定的TCP/TP功能。一个代理服务器本质上是一个应用层的网关，一个为特定网络应用而连接两个网络的网关。代理服务器要求用户提供其要访问的远程主机名。当用户答复并提供了正确的用户身份及认证信息后，代理服务器连通远程主机，为两个通信点充当中继。整个过程可以对用户完全透明。用户提供的用户身份及认证信息可用于用户级的认证。最简单的情况是，它只由用户标识和口令构成。但是，如果防火墙是通过Internet可访问的，应推荐用户使用更强的认证机制。
当建设你的堡垒主机时要特别小心。堡垒主机的定义就是可公共访问的设备。当Internet用户企图访问你网络上的资源时，首先进入的机器就是堡垒主机。因为堡垒主机是直接连接到Internet上的，其上面的所有信息都暴露在公网之上。这种高度地暴露规定了硬件和软件的配置。堡垒主机就好像是在军事基地上的警卫一样。警卫必须检查每个人的身份来确定他们是否可以进入基地及可以访问基地中的什么地方。警卫还经常准备好强制阻止进入。同样地，堡垒主机必须检查所有进入的流量并强制执行在安全策略里所指定的规则。它们还必须准备好对付从外部来的攻击和可能来自内部的资源。堡垒主机还有日志记录及警报的特性来阻止攻击。有时检测到一个威胁时也会采取行动。
当构造防火墙设备时，经常要遵循下面两个主要的概念。第一，保持设计的简单性。第二，要计划好一旦防火墙被渗透应该怎么办。
保持设计的简单性。一个黑客渗透系统最常见的方法就是利用安装在堡垒主机上不注意的组件。建立你的堡垒主机时要尽可能使用较小的组件，无论硬件还是软件。堡垒主机的建立只需提供防火墙功能。在防火墙主机上不要安装像WEB服务的应用程序服务。要删除堡垒主机上所有不必需的服务或守护进程。在堡垒主机上运行少量的服务给潜在的黑客很少的机会穿过防火墙。
安全，通常是指只有被授权的人才能使用其相应资源的一种机制。我国对于计算机安全的定义是：“计算机系统的硬件、软件、数据受到保护，不因偶然的或恶意的原因而遭到破坏、更改、显露，系统能连续正常运行。”
从技术讲，计算机安全分为3种：
1.实体的安全。它保证硬件和软件本身的安全。
2.运行环境的安全性。它保证计算机能在良好的环境里持续工作。
3.信息的安全性。它保障信息不会被非法阅读、修改和泄漏。
随着网络的发展，计算机的安全问题也延伸到了计算机网络。 面对这一系列的安全性问题的解决，我们就要采用防火墙来进行抵御。然而最简单的防火墙配置，就是直接在内部网和外部网之间加装一个包过滤路由器或者应用网关。为更好地实现网络安全，有时还要将几种防火墙技术组合起来构建防火墙系统。目前比较流行的有以下三种防火墙配置方案。
1.双宿主机网关(Dual Homed Gateway)
这种配置是用一台装有两个网络适配器的双宿主机做防火墙。双宿主机用两个网络适配器分别连接两个网络，又称堡垒主机。堡垒主机上运行着防火墙软件(通常是代理服务器)，可以转发应用程序，提供服务等。双宿主机网关有一个致命弱点，一旦入侵者侵入堡垒主机并使该主机只具有路由器功能，则任何网上用户均可以随便访问有保护的内部网络
2.屏蔽主机网关(Screened Host Gateway)
屏蔽主机网关易于实现，安全性好，应用广泛。它又分为单宿堡垒主机和双宿堡垒主机两种类型。先来看单宿堡垒主机类型。一个包过滤路由器连接外部网络，同时一个堡垒主机安装在内部网络上。堡垒主机只有一个网卡，与内部网络连接。通常在路由器上设立过滤规则，并使这个单宿堡垒主机成为从Internet惟一可以访问的主机，确保了内部网络不受未被授权的外部用户的攻击。而Intranet内部的客户机，可以受控制地通过屏蔽主机和路由器访问Internet。
双宿堡垒主机型与单宿堡垒主机型的区别是，堡垒主机有两块网卡，一块连接内部网络，一块连接包过滤路由器。双宿堡垒主机在应用层提供代理服务，与单宿型相比更加安全。
3.屏蔽子网(Screened Subnet)
这种方法是在Intranet和Internet之间建立一个被隔离的子网，用两个包过滤路由器将这一子网分别与Intranet和Internet分开。两个包过滤路由器放在子网的两端，在子网内构成一个“缓冲地带”，两个路由器一个控制Intranet 数据流，另一个控制Internet数据流，Intranet和Internet均可访问屏蔽子网，但禁止它们穿过屏蔽子网通信。可根据需要在屏蔽子网中安装堡垒主机，为内部网络和外部网络的互相访问提供代理服务，但是来自两网络的访问都必须通过两个包过滤路由器的检查。对于向Internet公开的服务器，像WWW、FTP、Mail等Internet服务器也可安装在屏蔽子网内，这样无论是外部用户，还是内部用户都可访问。这种结构的防火墙安全性能高，具有很强的抗攻击能力，但需要的设备多，造价高。
不论从功能还是从性能来讲，防火墙产品的演进并不会放慢速度，反而产品的丰富程度和推出速度会不断的加快，这也反映了安全需求不断上升的一种趋势，而相对于产品本身某个方面的演进，更值得我们关注的还是平台体系结构的发展以及安全产品标准的发布，这些变化不仅仅关系到某个环境的某个产品的应用情况，更关系到信息安全领域的未来。
参考文献
[1]石志国，薛为民，尹浩.计算机网络安全教程[M].北京：清华大学出版社，2011.
[2]石志国，薛为民，尹浩.计算机网络安全教程实验指导[M].北京：清华大学出版社，2011.
[3]李太君，林元乖，张晋.计算机网络[M].北京：清华大学出版社，2009.
防火墙技术技术论文篇二
防火墙技术研究
摘 要：随着网络安全问题日益严重，网络安全产品也被人们重视起来。防火墙作为最早出现的网络安全产品和使用量最大的安全产品，也受到用户和研发机构的青睐。对防火墙的原理以及分类、作用进行了详细的介绍，旨在为选择防火墙的用户提供借鉴。
关键词：网络安全;防火墙
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1672-3198(2007)09-0240-02
1 从软、硬件形式上分
如果从防火墙的软、硬件形式来分的话，防火墙可以分为软件防火墙和硬件防火墙以及芯片级防火墙。
(1)软件防火墙。
软件防火墙运行于特定的计算机上，它需要客户预先安装好的计算机操作系统的支持，一般来说这台计算机就是整个网络的网关。俗称“个人防火墙”。软件防火墙就像其它的软件产品一样需要先在计算机上安装并做好配置才可以使用。防火墙厂商中做网络版软件防火墙最出名的莫过于Checkpoint。使用这类防火墙，需要网管对所工作的操作系统平台比较熟悉。
(2)硬件防火墙。
这里说的硬件防火墙是指“所谓的硬件防火墙”。之所以加上“所谓”二字是针对芯片级防火墙说的了。它们最大的差别在于是否基于专用的硬件平台。目前市场上大多数防火墙都是这种所谓的硬件防火墙，他们都基于PC架构，就是说，它们和普通的家庭用的PC没有太大区别。在这些PC架构计算机上运行一些经过裁剪和简化的操作系统，最常用的有老版本的Unix、Linux和FreeBSD系统。 值得注意的是，由于此类防火墙采用的依然是别人的内核，因此依然会受到OS(操作系统)本身的安全性影响。
(3)芯片级防火墙。
芯片级防火墙基于专门的硬件平台，没有操作系统。专有的ASIC芯片促使它们比其他种类的防火墙速度更快，处理能力更强，性能更高。做这类防火墙最出名的厂商有NetScreen、FortiNet、Cisco等。这类防火墙由于是专用OS(操作系统)，因此防火墙本身的漏洞比较少，不过价格相对比较高昂。
2 从防火墙技术分
防火墙技术虽然出现了许多，但总体来讲可分为“包过滤型”和“应用代理型”两大类。前者以以色列的Checkpoint防火墙和美国Cisco公司的PIX防火墙为代表，后者以美国NAI公司的Gauntlet防火墙为代表。
(1)包过滤(Packet filtering)型。
包过滤方式是一种通用、廉价和有效的安全手段。之所以通用，是因为它不是针对各个具体的网络服务采取特殊的处理方式，适用于所有网络服务;之所以廉价，是因为大多数路由器都提供数据包过滤功能，所以这类防火墙多数是由路由器集成的;之所以有效，是因为它能很大程度上满足了绝大多数企业安全要求。
在整个防火墙技术的发展过程中，包过滤技术出现了两种不同版本，称为“第一代静态包过滤”和“第二代动态包过滤”。
包过滤方式的优点是不用改动客户机和主机上的应用程序，因为它工作在网络层和传输层，与应用层无关。但其弱点也是明显的：过滤判别的依据只是网络层和传输层的有限信息，因而各种安全要求不可能充分满足;在许多过滤器中，过滤规则的数目是有限制的，且随着规则数目的增加，性能会受到很大地影响;由于缺少上下文关联信息，不能有效地过滤如UDP、RPC(远程过程调用)一类的协议;另外，大多数过滤器中缺少审计和报警机制，它只能依据包头信息，而不能对用户身份进行验证，很容易受到“地址欺骗型”攻击。对安全管理人员素质要求高，建立安全规则时，必须对协议本身及其在不同应用程序中的作用有较深入的理解。因此，过滤器通常是和应用网关配合使用，共同组成防火墙系统。
(2)应用代理(Application Proxy)型。
应用代理型防火墙是工作在OSI的最高层，即应用层。其特点是完全“阻隔”了网络通信流，通过对每种应用服务编制专门的代理程序，实现监视和控制应用层通信流的作用。其典型网络结构如图所示。
在代理型防火墙技术的发展过程中，它也经历了两个不同的版本：第一代应用网关型代理防火和第二代自适应代理防火墙。
代理类型防火墙的最突出的优点就是安全。由于它工作于最高层，所以它可以对网络中任何一层数据通信进行筛选保护，而不是像包过滤那样，只是对网络层的数据进行过滤。
另外代理型防火墙采取是一种代理机制，它可以为每一种应用服务建立一个专门的代理，所以内外部网络之间的通信不是直接的，而都需先经过代理服务器审核，通过后再由代理服务器代为连接，根本没有给内、外部网络计算机任何直接会话的机会，从而避免了入侵者使用数据驱动类型的攻击方式入侵内部网。
代理防火墙的最大缺点是速度相对比较慢，当用户对内外部网络网关的吞吐量要求比较高时，代理防火墙就会成为内外部网络之间的瓶颈。那因为防火墙需要为不同的网络服务建立专门的代理服务，在自己的代理程序为内、外部网络用户建立连接时需要时间，所以给系统性能带来了一些负面影响，但通常不会很明显。
3 从防火墙结构分
从防火墙结构上分，防火墙主要有：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。
单一主机防火墙是最为传统的防火墙，独立于其它网络设备，它位于网络边界。
这种防火墙其实与一台计算机结构差不多(如下图)，同样包括CPU、内存、硬盘等基本组件，主板更是不能少的，且主板上也有南、北桥芯片。它与一般计算机最主要的区别就是一般防火墙都集成了两个以上的以太网卡，因为它需要连接一个以上的内、外部网络。其中的硬盘就是用来存储防火墙所用的基本程序，如包过滤程序和代理服务器程序等，有的防火墙还把日志记录也记录在此硬盘上。虽然如此，但我们不能说它就与我们平常的PC机一样，因为它的工作性质，决定了它要具备非常高的稳定性、实用性，具备非常高的系统吞吐性能。正因如此，看似与PC机差不多的配置，价格甚远。
随着防火墙技术的发展及应用需求的提高，原来作为单一主机的防火墙现在已发生了许多变化。最明显的变化就是现在许多中、高档的路由器中已集成了防火墙功能，还有的防火墙已不再是一个独立的硬件实体，而是由多个软、硬件组成的系统，这种防火墙，俗称“分布式防火墙”。
原来单一主机的防火墙由于价格非常昂贵，仅有少数大型企业才能承受得起，为了降低企业网络投资，现在许多中、高档路由器中集成了防火墙功能。如Cisco IOS防火墙系列。但这种防火墙通常是较低级的包过滤型。这样企业就不用再同时购买路由器和防火墙，大大降低了网络设备购买成本。
分布式防火墙再也不只是位于网络边界，而是渗透于网络的每一台主机，对整个内部网络的主机实施保护。在网络服务器中，通常会安装一个用于防火墙系统管理软件，在服务器及各主机上安装有集成网卡功能的PCI防火墙卡 ，这样一块防火墙卡同时兼有网卡和防火墙的双重功能。这样一个防火墙系统就可以彻底保护内部网络。各主机把任何其它主机发送的通信连接都视为“不可信”的，都需要严格过滤。而不是传统边界防火墙那样，仅对外部网络发出的通信请求“不信任”。
4 按防火墙的应用部署位置分
按防火墙的应用部署位置分，可以分为边界防火墙、个人防火墙和混合防火墙三大类。
边界防火墙是最为传统的，它们于内、外部网络的边界，所起的作用的对内、外部网络实施隔离，保护边界内部网络。这类防火墙一般都属于硬件类型，价格较贵，性能较好。
个人防火墙安装于单台主机中，防护的也只是单台主机。这类防火墙应用于广大的个人用户，通常为软件防火墙，价格最便宜，性能也最差。
混合式防火墙可以说就是“分布式防火墙”或者“嵌入式防火墙”，它是一整套防火墙系统，由若干个软、硬件组件组成，分布于内、外部网络边界和内部各主机之间，既对内、外部网络之间通信进行过滤，又对网络内部各主机间的通信进行过滤。它属于最新的防火墙技术之一，性能最好，价格也最贵。
5 按防火墙性能分
按防火墙的性能来分可以分为百兆级防火墙和千兆级防火墙两类。
因为防火墙通常位于网络边界，所以不可能只是十兆级的。这主要是指防火的通道带宽(Bandwidth)，或者说是吞吐率。当然通道带宽越宽，性能越高，这样的防火墙因包过滤或应用代理所产生的延时也越小，对整个网络通信性能的影响也就越小。
虽然防火墙是目前保护网络免遭黑客袭击的有效手段，但也有明显不足：无法防范通过防火墙以外的其它途径的攻击，不能防止来自内部变节者和不经心的用户们带来的威胁，也不能完全防止传送已感染病毒的软件或文件，以及无法防范数据驱动型的攻击。
参考文献
[1]孙建华等.网络系统管理-Linux实训篇[M].北京：人民邮电出版社，2003，(10).
[2][美]Terry William Ogletree.防火墙原理与实施[M].北京：电子工业出版社，2001，(2).
[3]邓亚平.计算机网络安全[M].北京：人民邮电出版社，2004，(9).
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