(精品)ch4防火墙技术.ppt
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1、第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 第第4章章 防火墙技术防火墙技术 内容提要:内容提要:防火墙防火墙概述概述 防火墙的体系结构防火墙的体系结构 数据包过滤防火墙数据包过滤防火墙 代理防火墙代理防火墙 防火墙应用举例防火墙应用举例 防火墙脆弱性及其防护对策防火墙脆弱性及其防护对策 防火墙技术发展动态和趋势防火墙技术发展动态和趋势第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.1概述概述防火墙的定义防火墙的定义 防火墙是位于被保护网络和外防火墙是位于被保护网络和外部网络之间执行访问控制策略的一部网络之间执行访问控制策略的一个或一组系统,包括硬件和软件,个或一组系统,包括硬件和软件,构成一道屏障,以防止发
2、生对被保构成一道屏障,以防止发生对被保护网络的不可预测的、潜在破坏性护网络的不可预测的、潜在破坏性的侵扰。的侵扰。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 防火墙的要点:防火墙的要点:防火墙配置在不同网络或网络安全域之间,它遵循的是一种允许或阻止业务来往的网络通信安全机制,只允许授权的通信,尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况 第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 防火墙的发展简史防火墙的发展简史第一代防火墙第一代防火墙采用了包过滤(采用了包过滤(Packetfilter)技术。技术。第二代防火墙第二代防火墙电路层防火墙电路层防火墙第第三三代代防防火火墙墙应应用用层层防防火火墙墙(代代理理
3、防防火火墙墙)的的初初步步结构结构第第四四代代防防火火墙墙1992年年,基基于于动动态态包包过过滤滤(Dynamicpacketfilter)技术技术第五代防火墙第五代防火墙自适应代理(自适应代理(Adaptiveproxy)技术技术第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 防火墙的五大基本功能五大基本功能过滤进、出网络的数据;过滤进、出网络的数据;管理进、出网络的访问行为;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务;封堵某些禁止的业务;记录通过防火墙的信息内容和活动;记录通过防火墙的信息内容和活动;对网络攻击的检测和告警。对网络攻击的检测和告警。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.2防火墙体
4、系结构防火墙体系结构防火墙可以在防火墙可以在OSI七层中的五层设置。七层中的五层设置。防火墙组成结构图防火墙组成结构图第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 防火墙的体系结构防火墙的体系结构目前,防火墙的体系结构一般有以下几种:目前,防火墙的体系结构一般有以下几种:(1)双重宿主主机体系结构;)双重宿主主机体系结构;(2)屏蔽主机体系结构;)屏蔽主机体系结构;(3)屏蔽子网体系结构。)屏蔽子网体系结构。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.2.1双重宿主主机体系结构双重宿主主机体系结构围绕具有双重宿主的主机计算机而构筑;围绕具有双重宿主的主机计算机而构筑;计算机至少有两个网络接口;计算机至少有两
5、个网络接口;计计算算机机充充当当与与这这些些接接口口相相连连的的网网络络之之间间的的路路由器;由器;防火墙内部的系统能与双重宿主主机通信;防火墙内部的系统能与双重宿主主机通信;防火墙外部的系统(在因特网上)能与双重防火墙外部的系统(在因特网上)能与双重宿主主机通信。宿主主机通信。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 双重宿主主机体系结构双重宿主主机体系结构第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.2.2屏蔽主机体系结构屏蔽主机体系结构提提供供安安全全保保护护的的堡堡垒垒主主机机仅仅仅仅与与被被保保护护的的内内部部网络相连;网络相连;是外部网络上的主机连接内部网络的桥梁;是外部网络上的主机连接内部网
6、络的桥梁;堡垒主机需要拥有高等级的安全;堡垒主机需要拥有高等级的安全;还使用一个单独的过滤路由器来提供主要安全;还使用一个单独的过滤路由器来提供主要安全;路由器中有数据包过滤策略。路由器中有数据包过滤策略。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 屏蔽主机体系结构屏蔽主机体系结构第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.2.3屏蔽子网体系结构屏蔽子网体系结构第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 1周边网络周边网络 周周边边网网络络是是另另一一个个安安全全层层,是是在在外外部部网网络络与与被被保保护护的的内内部部网网络络之之间间的的附附加加网网络络,提提供供一一个个附附加加的的保保护护层层防防止止内内部信
7、息流的暴露部信息流的暴露.2堡垒主机堡垒主机 堡垒主机为内部网络服务的功能有:堡垒主机为内部网络服务的功能有:(1)接接收收外外来来的的电电子子邮邮件件(SMTP),再再分分发发给给相相应应的的站点;站点;(2)接接收收外外来来的的FTP连连接接,再再转转接接到到内内部部网网的的匿匿名名FTP服务器;服务器;(3)接接收收外外来来的的对对有有关关内内部部网网站站点点的的域域名名服服务务(DNS)查询。查询。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 堡垒主机向外的服务功能按以下方法实施:堡垒主机向外的服务功能按以下方法实施:(1)在在路路由由器器上上设设置置数数据据包包过过滤滤来来允允许许内内部部的的
8、客户端直接访问外部的服务器。客户端直接访问外部的服务器。(2)设设置置代代理理服服务务器器在在堡堡垒垒主主机机上上运运行行,允允许许内内部部网网的的用用户户间间接接地地访访问问外外部部网网的的服服务务器器。也也可可以以设设置置数数据据包包过过滤滤,允允许许内内部部网网的的用用户户与与堡堡垒垒主主机机上上的的代代理理服服务务器器进进行行交交互互,但但是是禁禁止止内内部部网网的的用户直接与外部网进行通信。用户直接与外部网进行通信。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 3内部路由器内部路由器 保保护护内内部部的的网网络络使使之之免免受受外外部部网网和和周周边边网网的的侵侵犯犯,内部路由器完成防火墙的大
9、部分数据包过滤工作。内部路由器完成防火墙的大部分数据包过滤工作。4外部路由器外部路由器 保保护护周周边边网网和和内内部部网网使使之之免免受受来来自自外外部部网网络络的的侵侵犯,通常只执行非常少的数据包过滤。犯,通常只执行非常少的数据包过滤。外部路由器一般由外界提供。外部路由器一般由外界提供。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.2.4防火墙体系结构的组合形式防火墙体系结构的组合形式(1)使用多堡垒主机;)使用多堡垒主机;(2)合并内部路由器与外部路由器;)合并内部路由器与外部路由器;(3)合并堡垒主机与外部路由器;)合并堡垒主机与外部路由器;(4)合并堡垒主机与内部路由器;)合并堡垒主机与内
10、部路由器;(5)使用多台内部路由器;)使用多台内部路由器;(6)使用多台外部路由器;)使用多台外部路由器;(7)使用多个周边网络;)使用多个周边网络;(8)使用双重宿主主机与屏蔽子网。)使用双重宿主主机与屏蔽子网。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.3包过滤防火墙包过滤防火墙包过滤防火墙工作在网络层包过滤防火墙工作在网络层利用访问控制列表(利用访问控制列表(ACL)对数据包进行过滤对数据包进行过滤过滤依据是过滤依据是TCP/IP数据包:数据包:源地址和目的地址源地址和目的地址 源端口和目的端口源端口和目的端口优点是效率比较高,对用户透明优点是效率比较高,对用户透明缺缺点点是是难难于于配配置
11、置、监监控控和和管管理理,无无法法有有效效地地区区分分同一同一IPIP地址的不同用户地址的不同用户第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 数据包过滤的主要依据有:数据包过滤的主要依据有:(1)数据包的源地址;)数据包的源地址;(2)数据包的目的地址;)数据包的目的地址;(3)数数据据包包的的协协议议类类型型(TCP、UDP、ICMP等);等);(4)TCP或或UDP的源端口;的源端口;(5)TCP或或UDP的目的端口;的目的端口;(6)ICMP消息类型;消息类型;第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 包过滤系统能进行以下情况的操作:包过滤系统能进行以下情况的操作:(1)不让任何用户从外部网用)不让任
12、何用户从外部网用Telnet登录;登录;(2)允许任何用户使用)允许任何用户使用SMTP往内部网发电子邮件;往内部网发电子邮件;(3)只允许某台机器通过)只允许某台机器通过NNTP往内部网发新闻。往内部网发新闻。不能进行以下情况的操作:不能进行以下情况的操作:(1)允允许许某某个个用用户户从从外外部部网网用用Telnet登登录录而而不不允允许许其他用户进行这种操作。其他用户进行这种操作。(2)允允许许用用户户传传送送一一些些文文件件而而不不允允许许用用户户传传送送其其他他文文件。件。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 (1)包包过过滤滤标标准准必必须须由由包包过过滤滤设设备备端端口口存存储储起
13、起来来,这这些些包包过滤标准叫包过滤规则。过滤标准叫包过滤规则。(2)当当包包到到达达端端口口时时,对对包包的的报报头头进进行行语语法法分分析析,大大部部分分的的包包过过滤滤设设备备只只检检查查IP、TCP或或UDP报报头头中中的的字字段段,不不检检查数据的内容。查数据的内容。(3)包过滤器规则以特殊的方式存储。)包过滤器规则以特殊的方式存储。(4)如果一条规则阻止包传输或接收,此包便不允许通过。)如果一条规则阻止包传输或接收,此包便不允许通过。(5)如果一条规则允许包传输或接收,该包可以继续处理。)如果一条规则允许包传输或接收,该包可以继续处理。(6)如果一个包不满足任何一条规则,该包被丢弃
14、。)如果一个包不满足任何一条规则,该包被丢弃。包过滤器操作第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 包过滤路由器的配置时要注意的问题包过滤路由器的配置时要注意的问题(l)协议的双向性。)协议的双向性。(2)“往内往内”与与“往外往外”的含义。的含义。(3)“默认允许默认允许”与与“默认拒绝默认拒绝”。注意注意:(1 1)过滤规则的排列顺序是非常重要的。)过滤规则的排列顺序是非常重要的。(2 2)应该遵循自动防止故障的原理:未明确表)应该遵循自动防止故障的原理:未明确表示允许的便被禁止。示允许的便被禁止。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 包过滤防火墙的缺陷包过滤防火墙的缺陷(1)不能彻底防止地址欺骗
15、。)不能彻底防止地址欺骗。(2)无法执行某些安全策略)无法执行某些安全策略(3)安全性较差)安全性较差(4)一些应用协议不适合于数据包过滤)一些应用协议不适合于数据包过滤(5)管理功能弱)管理功能弱第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.4应用代理防火墙应用代理防火墙 代代理理防防火火墙墙(Proxy)是是一一种种较较新新型型的的防防火火墙技术,它分为:应用层网关墙技术,它分为:应用层网关 电路层网关。电路层网关。所所谓谓代代理理服服务务器器,是是指指代代表表客客户户处处理理连连接接请请求求的的程程序序。当当代代理理服服务务器器得得到到一一个个客客户户的的连连接接意意图图时时,它它将将核核实实
16、客客户户请请求求,并并用用特特定定的的安安全全化化的的Proxy应应用用程程序序来来处处理理连连接接请请求求,将将处处理理后后的的请请求求传传递递到到真真实实的的服服务务器器上上,然然后后接接受受服服务务器器应应答答,并并做做进进一一步步处处理理后后,将将答答复复交交给给发发出出请请求求的的最最终终客户。客户。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 代理的工作方式代理的工作方式第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 代理防火墙工作于应用层;代理防火墙工作于应用层;针对特定的应用层协议;针对特定的应用层协议;代代理理服服务务器器(ProxyServer)作作为为内内部部网网络络客客户户端端的的服服务务器
17、器,拦拦截截住住所所有有请请求求,也也向向客户端转发响应;客户端转发响应;代理客户机(代理客户机(ProxyClient)负责代表内负责代表内部客户端向外部服务器发出请求,当然也向部客户端向外部服务器发出请求,当然也向代理服务器转发响应;代理服务器转发响应;第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 应用层网关型防火墙应用层网关型防火墙应用层网关防火墙应用层网关防火墙第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 传统代理型防火墙;传统代理型防火墙;核心技术就是代理服务器技术;核心技术就是代理服务器技术;基于软件实现,通常安装在专用工作站系统上;基于软件实现,通常安装在专用工作站系统上;参与到一个参与到一个TCP
18、连接的全过程;连接的全过程;在网络应用层上建立协议过滤和转发功能;在网络应用层上建立协议过滤和转发功能;优点就是安全,是内部网与外部网的隔离点;优点就是安全,是内部网与外部网的隔离点;最大缺点就是速度相对比较慢。最大缺点就是速度相对比较慢。应用层网关型防火墙应用层网关型防火墙第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 电路层网关防火墙电路层网关防火墙 通过电路层网关中继通过电路层网关中继TCP连接连接 一般采用自适应代理技术一般采用自适应代理技术 有两个基本要素:有两个基本要素:自自适适应应代代理理服服务务器器(Adaptive ProxyServer)动态包过滤器(动态包过滤器(DynamicPac
19、ketFilter)第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 电路层网关防火墙电路层网关防火墙第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 代理技术的优点(1)代理易于配置)代理易于配置(2)代理能生成各项记录)代理能生成各项记录(3)代理能灵活、完全地控制进出流量、内容)代理能灵活、完全地控制进出流量、内容(4)代理能过滤数据内容)代理能过滤数据内容(5)代理能为用户提供透明的加密机制)代理能为用户提供透明的加密机制(6)代理可以方便地与其他安全手段集成)代理可以方便地与其他安全手段集成第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 代理技术的缺点:(1)代理速度较路由器慢;)代理速度较路由器慢;(2)代理对用户不透明
20、;)代理对用户不透明;(3)对对于于每每项项服服务务代代理理可可能能要要求求不不同同的的服务器;服务器;(4)代代理理服服务务不不能能保保证证免免受受所所有有协协议议弱弱点的限制;点的限制;(5)代理不能改进底层协议的安全性。)代理不能改进底层协议的安全性。第四章第四章 防火墙技术防火墙技术 4.5防火墙应用示例防火墙应用示例 网络卫士防火墙3000系统组成一一套套专专用用防防火火墙墙设设备备(硬硬件件):具具有有3至至10个个网网络络接接口口,标标准准配配置置为为3个个网网络络接接口口。管管理理员员通通过过一一次次性性口口令令认认证证,对对防防火火墙墙进进行行配配置置、管管理理和和审审计。计
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