防火墙的含义和结构介绍
名词解释防火墙
名词解释防火墙
防火墙是一种网络安全设备，它具有阻隔受损害的网络，包括病毒，木马和其他破坏性恶意软件。
在复杂的网络架构中，它是鼓励使用的基础设施，它过滤掉有害的入侵者，来自Internet的安全威胁可以由此被有效地屏蔽和拦截。
防火墙主要用于过滤网络传输的信息，以阻止受保护网络的计算机接收或发送恶意数据包，它使用一系列的安全过滤规则来查看传入，转发，外出及内部网络浏览的信息，根据这些过滤规则，在出入口处对相关信息进行审查，以实现防安全的作用。
防火墙可以使用不同的技术来实现，这其中的最常见的两种技术是包过滤和端口过滤，当有来自外部网络的恶意数据包尝试访问内部网络时，包过滤将于细节（如IP地址或端口号）检查数据报，而端口过滤仅检查数据包的端口号，它们可以运行在硬件或软件上，决定数据包是否可以通过网络，甚至还有那些能够自动学习并建立不断变化的过滤规则来匹配网络中不断变化的威胁。
防火墙提供网络安全保护，它不仅可以抵御传统的病毒和蠕虫攻击，还可以阻止进入网络的垃圾邮件和恶意程序，对于对信息安全有高要求的企业和机构，它的重要性可想而知, 因此安装防火墙是网络安全的最佳选择，它可以极大地提升网络信息的安全性和完整性，确保网络的安全性没有被破坏。
防火墙的基本概念
防火墙的基本概念一、什么是防火墙防火墙（Firewall），是计算机网络安全技术的基础。
它是靠一系列的软件或硬件设备，来保护内部网络免受外部网络（互联网，其它的局域网，以及远程主机）恶意攻击的一个技术防御系统。
防火墙把信息传来传去的入口控制在最小，它能够拒绝未经授权的信息流通，对内部网络进行有效保护。
二、防火墙的工作原理防火墙的工作原理是通过检查信息包的源地址、目的地址、端口号等属性，来决定这个信息包是否有权通过，从而阻止不属于白名单中的攻击者攻击内部网络，并且拒绝从外边发来的不属于白名单中的内容，从而达到防止攻击者攻击内部网络的目的。
三、防火墙的特点1、可以设置访问控制规则，对信息进行过滤，实现信息安全和安全可靠。
2、可以根据业务需求，选择不同的协议，实现安全的网络通讯。
3、可以防止未经许可的数据包进入和离开网络，实现信息的安全管理。
4、可以保证网络的安全性和可用性，降低网络攻击的风险。
四、防火墙的类型1、软件防火墙软件防火墙是在一台PC上安装的一款软件，安装后可以进行网络流量的过滤，管理及监控，实现对PC的网络安全保护。
2、硬件防火墙硬件防火墙是一台或多台专用服务器，安装在网络的入口处，硬件防火墙可以检查、过滤网络流量，拒绝未经授权的访问，实现网络安全保护的功能。
3、有状态防火墙有状态防火墙是一种动态的防火墙，它可以记住防火墙中每一次交易会话的记录，会话由一个相关性交易的序列构成，基于此机制，有状态防火墙能够只允许在正确地建立了交易会话的情况之中，进行的数据流量的通过。
4、无状态防火墙无状态防火墙是一种静态的防火墙，它不会记录任何关于交易会话的记录，每次传入的数据包都是独立的，会根据指定的策略过滤这些数据包，是防火墙中应用最广泛的类型。
90288-信息安全技术-第7章 防火墙技术
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7.1 防火墙概述
7.1.2 防火墙的功能
防
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0 4位 版本 号
15 16
31
4位首 部长度
8位服务类型 （TOS）
16位数据长度（字节 数）
16位标识
3位
标
13位片偏移
识
8位生存时间 （TTL）
8位协议
16位首部校验和
32位源IP地址
20字节
32位目的IP地址
选项（如果有）
数据
IP头部信息
0
15 16
31
16位源端口号
16位目的端口号
电路级网关
¾ 拓扑结构同应用程序网关相同 ¾ 本质上，也是一种代理服务器，接收客户端 连接请求，代理客户端完成网络连接 ¾ 在客户和服务器间中转数据 ¾ 通用性强 ¾ 常用： Socks、Winsock
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7.3 防火墙技术
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7.3 防火墙技术
¾ 电路级网关实现方式1---简单重定向 • 根据客户的地址及所请求端口，将该连接重 定向到指定的服务器地址及端口上 • 对客户端应用完全透明
防火墙示意
♦ 安全域间的组件
♦ 高级访问控制 （过滤、监视、 记录）
7.1 防火墙概述
¾ 定义2：Rich Kosinski(Internet Security公司 总裁）--- 防火墙是一种访问控制技术，在某个 机构的网络和不安全的网络之间设置障碍，阻 止对信息资源的非法访问。换句话说，防火墙 是一道门槛，控制进/出两个方向的通信。
防火墙名词解释
防火墙名词解释防火墙是一种用来保护计算机系统或网络免受未经授权的访问、攻击或干扰的安全设备。
它是计算机网络中的一个关键组成部分，主要用于检查和过滤数据包，根据一定的安全规则来决定是否允许它们通过网络。
防火墙可以分为网络层防火墙和应用层防火墙两种类型。
网络层防火墙是一种工作在 OSI 模型的网络层（第三层）的防火墙，它主要通过检查 IP 地址、端口号和协议来决定是否允许数据流通过。
它通常能够阻止常见的网络攻击如 TCP/IP 协议栈漏洞利用、IP 地址欺骗和 IP 分片攻击等。
而应用层防火墙则是一种工作在 OSI 模型的应用层（第七层）的防火墙，它能够深入检查数据包的内容，通过对应用层协议的解析和分析，识别出恶意软件、攻击代码或非法访问行为等，从而阻止它们进入计算机系统。
防火墙的工作原理是基于安全策略，它包括两个方面的内容：入站规则和出站规则。
入站规则控制从外部网络（如互联网）进入的数据包，出站规则控制从内部网络（如局域网）出去的数据包。
根据预先设置的安全策略，防火墙可以允许某些数据包通过，而阻止其他数据包的传输。
安全策略一般基于几个参数来进行配置，如源 IP 地址、目标 IP 地址、源端口、目标端口、协议等。
根据这些参数，防火墙可以根据安全规则来决定是否允许数据包通过。
防火墙的作用不仅仅是防止外部攻击，还可以阻止内部系统的未经授权访问和过度使用，保护内部网络的安全。
此外，防火墙还可以对数据包进行日志记录和审计，以便于分析网络流量和安全事件，从而及时发现和应对攻击行为。
防火墙也可以提供 VPN（虚拟专用网络）功能，将远程用户的数据流经过加密后传输到内部网络，增强远程访问的安全性。
总之，防火墙是一种用于保护计算机系统和网络免受未经授权的访问、攻击或干扰的安全设备。
它通过检查和过滤数据包，根据预先设置的安全规则来决定是否允许数据包通过网络。
它是计算机网络中非常重要的一环，能够有效地提升网络的安全性。
防火墙体系结构
防火墙体系结构防火墙有多种体系结构可以选择。
经常用到的防火墙包括包过滤防火墙、双重宿主主机防火墙、屏蔽主机防火墙、屏蔽子网防火墙等。
1.包过滤防火墙包过滤是防火墙最基本的构件。
它可以由厂家专门生产的路由器实现，也可以用主机来实现，所以这类防火墙往往就是一个屏蔽路由器。
屏蔽路由器作为内外连接的唯通道，要求所有的报文都必须在此通过检查。
路由器上可以装基于IP层的报文过滤软件，实现报文过滤功能。
许多路由器本身带有报文过滤配置选项，但一般比较简单。
图4.6所示为屏蔽路由器类型防火墙。
单纯由屏蔽路由器构成的防火墙的危险带包括路由器本身及路由器允许访问的主机。
它的缺点是一旦被攻陷后很难发现，而且不能识别不同的用户。
2.双重宿主主机防火墙双重宿主主机防火墙叫双宿网关防火墙。
这种配置是用一台装有两块网卡的堡垒主机做防火墙。
两块网卡各自与受保护网和外部网相连。
堡垒主机上运行着防火墙软件，可以转发应用程序，提供服务等。
图4.7所示为双重宿主主机类型防火墙。
双重宿主主机防火墙优于屏蔽路由器的地方是:堡垒主机的系统软件可用于维护系统日志、硬件复制日志或远程日志。
这对于日后的检查很有用，但不能帮助网络管理者确认内网中哪些主机可能已被黑客人侵。
/尼采手机双重宿主主机防火墙的一个致命弱点是:一旦人侵者侵人堡垒主机并使其只具有路由功能，则任何网上用户均可以随便访问内网。
3.屏蔽主机防火墙屏蔽主机防火墙既易于实现又很安全，因此应用广泛。
例如，一个分组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，通常在路由器上设立过滤规则，并使这个堡垒主机成为从外部网络唯一可直接到达的主机，这确保了内部网络不受未被授权的外部用户的攻击。
图 4.8所示为屏蔽主机防火墙。
如果受保护网是一个虚拟扩展的本地网，即没有子网和路由器，那么内网的变化不影响堡垒主机和屏蔽路由器的配置。
危险的地方限制在堡垒主机和屏蔽路由器。
屏蔽主机防火墙的基本控制策略由安装在上面的软件决定。
防火墙的基本组成
防火墙的基本组成
防火墙是一种网络安全设备，用于保护计算机网络免受未经授权的访问和攻击。
它是网络安全的第一道防线，可以监控网络流量并根据预定义的规则过滤或阻止不安全的流量。
防火墙的基本组成包括以下几个方面。
1. 硬件设备
防火墙通常是一种硬件设备，它可以是一个独立的设备或一个集成在路由器或交换机中的模块。
硬件防火墙通常具有更高的性能和更好的安全性能，因为它们是专门设计用于保护网络的设备。
2. 软件程序
防火墙的软件程序是用于控制网络流量的核心部分。
它可以是一个独立的软件程序，也可以是一个集成在操作系统中的模块。
软件防火墙通常具有更灵活的配置选项，可以根据需要进行定制。
3. 规则集
防火墙的规则集是用于控制网络流量的重要组成部分。
规则集定义了哪些流量可以通过防火墙，哪些流量应该被阻止或过滤。
规则集可以根据需要进行定制，以满足不同的安全需求。
4. 日志记录
防火墙的日志记录功能可以记录所有通过防火墙的网络流量。
这些日志可以用于监控网络活动，检测潜在的安全威胁，并进行安全审计。
5. 报警系统
防火墙的报警系统可以在检测到潜在的安全威胁时发出警报。
这些警报可以是声音、电子邮件或短信等形式，以便管理员及时采取措施。
防火墙是保护计算机网络安全的重要设备。
它的基本组成包括硬件设备、软件程序、规则集、日志记录和报警系统。
管理员应该根据实际需求选择适合自己的防火墙，并定期更新规则集和日志记录，以保证网络安全。
防火墙的基本组成
防火墙的基本组成防火墙是计算机网络中的一种安全设备，用于保护网络免受未经授权的访问和攻击。
它通过设置一系列规则和策略，对进出网络的数据进行过滤和监控，以确保网络的安全性和稳定性。
防火墙的基本组成包括以下几个方面。
1. 包过滤器（Packet Filter）包过滤器是防火墙的核心组成部分之一。
它通过检查数据包的源地址、目的地址、端口号等关键信息，来决定是否允许数据包通过防火墙。
包过滤器可以根据事先定义好的规则集，对数据包进行处理和过滤，比如允许或拒绝某些特定类型的数据包通过。
2. 应用层网关（Application Gateway）应用层网关是一种基于应用层的防火墙组件，它能够深入分析数据包的内容和协议，以识别和过滤特定的应用层协议。
应用层网关可以对特定的应用程序进行代理，从而提供更高级别的安全功能，比如访问控制、数据加密等。
3. 状态检测器（Stateful Inspection）状态检测器是一种高级的防火墙技术，它能够维护和管理网络连接的状态信息。
通过检测网络连接的状态，状态检测器可以对数据包进行动态的过滤和处理，从而增强防火墙的安全性和灵活性。
4. VPN网关（VPN Gateway）VPN网关是一种用于建立虚拟私有网络（VPN）的防火墙组件。
VPN网关可以通过加密和隧道技术，将远程用户和分支机构连接到企业内部网络，以实现远程访问和安全通信。
VPN网关可以提供认证、加密和数据完整性保护等安全功能，确保远程访问的安全性。
5. 日志记录器（Logging）日志记录器是防火墙的一项重要功能，它可以记录和存储防火墙的活动日志。
日志记录器可以记录防火墙的操作、事件和安全事件等信息，以便管理员进行安全审计和故障排查。
通过分析防火墙的日志信息，管理员可以及时发现和应对网络安全威胁。
以上是防火墙的基本组成，每个组成部分都有着重要的作用，共同构成了一个完整的防火墙系统。
防火墙的作用不仅是保护网络免受攻击，还可以控制网络访问权限，提高网络的可靠性和可用性。
防火墙的体系结构及原理
防火墙的体系结构及原理防火墙是构建网络安全体系的重要设备，它位于网络边缘，负责过滤、检测和阻止非法或有损害的网络流量进入或传出网络，同时允许合法的流量通过。
以下是防火墙的体系结构及原理的正式版说明：一、防火墙的体系结构1.边界设备边界设备是指放置在网络边缘的硬件设备，如路由器、交换机等。
它们负责网路流量的传输和转发，并起到连接内部网络和外部网络的桥梁作用。
2.过滤规则过滤规则是指防火墙根据网络流量的特征进行设置的规则。
它们决定了哪些流量可以通过防火墙，哪些需要被拦截或阻止。
过滤规则通常基于源地址、目标地址、协议、端口等参数进行设置。
3.安全策略安全策略是指防火墙的整体安全规划和管理策略。
它包括网络拓扑规划、身份认证、用户权限管理、访问控制等，以保障网络的安全性和合规性。
安全策略需要根据具体的网络环境和需求进行设计和实施。
二、防火墙的原理防火墙工作的原理主要包括数据过滤、状态检测和安全认证三个方面。
1.数据过滤数据过滤是指防火墙根据设定的过滤规则，对网络流量进行过滤和判断。
它分为包过滤和代理过滤两种方式。
-包过滤：防火墙会根据源地址、目标地址、协议和端口等信息过滤网络流量。
只有符合规则的数据包才能通过防火墙，不符合规则的数据包将被丢弃或阻止。
-代理过滤：在代理过滤中，防火墙会先完全接收数据包，然后解析、检测和过滤其中的有效信息。
只有符合规则的数据包才会被发送到目标主机，不符合规则的数据包将被丢弃或阻止。
2.状态检测状态检测是指防火墙根据网络会话的状态进行判断。
它可以检测网络会话的建立、维护和结束等过程，并根据设定的规则对会话进行处理。
-建立：防火墙会检测网络会话的建立请求，验证其合法性并记录相关信息。
-维护：防火墙会监控网络会话的状态，确保会话的持续和正常进行。
-结束：防火墙会检测网络会话的结束请求，关闭相关的会话连接并释放相关资源。
3.安全认证安全认证是指防火墙对网络流量进行身份验证和授权的过程。
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防火墙的含义和结构介绍
随着计算机网络技术的突飞猛进，网络安全的问题已经日益突出地摆在各类用户的面前。
目前在互联网上大约有将近20%以上的用户曾经遭受过黑客的困扰。
尽管黑客如此猖獗，但网络安全问题至今仍没有能够引起足够的重视，更多的用户认为网络安全问题离自己尚远，所有的问题都在向大家证明一个事实，大多数的黑客入侵事件都是由于未能正确安装防火墙而引发的。
如果没有防火墙的话，你可能会接到许许多多类似的报告，比如单位内部的财政报告刚刚被数万个Email邮件炸烂，或者用户的个人主页被人恶意连接向了Playboy，而报告链接上却指定了另一家色情网站……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。
一、什么是防火墙
这里的防火墙不是指物理上的防火墙，而是指隔离在本地网络与外界网络之间的一道防御系统，是这一类防范措施的总称。
应该说，在互联网上防火墙是一种非常有效的网络安全模型，通过它可以隔离风险区域(即Internet或有一定风险的网络)与安全区域(局域网)的连接，同时不会妨碍人们对风险区域的访问。
防火墙可以监控进出网络的通信量，从而完成看似不可能的任务;仅让安全、核准了的信息进入，同时又抵制对企业构成威胁的数据。
随着安全性问题上的失误和缺陷越来越普遍，对网络的入侵不仅来自高超的攻击手段，也有可能来自配置上的低级错误或不合适的口令选择。
因此，防火墙的作用是防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络，迫使单位强化自己的网络安全政策。
一般的防火墙都可以达到以下目的：一是可以限制他人进入内部网络，过滤掉不安全服务和非法用户;二是防止入侵者接近你的防御设施;三是限定用户访问特殊站点;四是为监视Internet安全提供方便。
由于防火墙假设了网络边界和服务，因此更适合于相对独立的网络。
二、防火墙的工作方式
防火墙可以使用户的网络划规划更加清晰明了，全面防止跨越权限的数据访问。
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，例如协议号、收发报文的IP地址和端口号、连接标志以至另外一些IP选项，对IP包进行过滤。
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。
用户就一项TCP/TP应用，比如Telnet或者FTP，同代理服务器打交道，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。
整个过程可以对胜户完全透明。
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，例如一次性口令或回应式系统等。
屏蔽路由器的最大优点就是架构简单且硬件成本较低，而缺点则是建立包过滤规则比较困难，加之屏蔽路由器的管理成本及用户级身份认证的缺乏等。
好在路由器生产商们已经认识到并开始着手解决这些问题，他们正在开发编辑包过滤规则的图形用户界面，制订标准的用户级身份认证协议，以提供远程身份认证拨入用户服务(REDIUS)。
代理服务器的优点在于用户级的身份认证、日志记录和帐号管理。
其缺点关系到这样一个事实;要想提供全面的安全保证，就要对每一项服务都建立对应的应用层网关。
这个事实严重地限制了新应用的采纲。
屏蔽路由器和代理服务器通常组合在一起构成混合系统，其中屏蔽路由器主要用来防止IP欺骗攻击。
目前采用最广泛的配置是Dualhomed防火墙、被屏蔽主机型防火墙以及被屏蔽子网型防火墙。
三、防火墙的体系结构
(1) 屏蔽路由器(Screening Router)
屏蔽路由器可以由厂家专门生产的路由器实现，也可以用主机来实现。
屏蔽路由器作为内外连接的惟一通道，要求所有的报文都必须在此通过检查。
路由器上可以安装基于IP层的报文过滤软件，实现报文过滤功能。
许多路由器本身带有报文过滤配置选项，但一般比较简单。
单纯由屏蔽路由器构成的防火墙的危险包括路由器本身及路由器允许访问的主机。
屏蔽路由器的缺点是一旦被攻击后很难发现，而且不能识别不同的用户。
(2) 双穴主机网关(DualHomed Gateway)
双穴主机网关是用一台装有两块网卡的堡垒主机的做防火墙。
两块网卡各自与受保护网和外部网相连。
堡垒主机上运行着防火墙软件，可以转发应用程序，提供服务等。
与屏蔽路由器相比，双穴主机网关堡垒主机的系统软件可用于维护系统日志、硬件拷贝日志或远程日志。
但弱点也比较突出，一旦黑客侵入堡垒主机并使其只具有路由功能，任何网上用户均可以随便访问内部网。
(3) 被屏蔽主机网关(Screened Gateway)
屏蔽主机网关易于实现也最为安全。
一个堡垒主机安装在内部网络上，通常在路由器上设立过滤规则，并使这个堡垒主机成为从外部网络惟一可直接到达的主机，这确保了内部网络不受未被授权的外部用户的攻击。
如果受保护网是一个虚拟扩展的本地网，即没有子网和路由器，那么内部网的变化不影响堡垒主机
和屏蔽路由器的配置。
危险带限制在堡垒主机和屏蔽路由器。
网关的基本控制策略由安装在上面的软件决定。
如果攻击者没法登录到它上面，内网中的其余主机就会受到很大威胁。
这与双穴主机网关受攻击时的情形差不多。
(4) 被屏蔽子网(Screened Subnet)
被屏蔽子网就是在内部网络和外部网络之间建立一个被隔离的子网，用两台分组过滤路由器将这一子网分别与内部网络和外部网络分开。
在很多实现中，两个分组过滤路由器放在子网的两端，在子网内构成一个DNS，内部网络和外部网络均可访问被屏蔽子网，但禁止它们穿过被屏蔽子网通信。
有的屏蔽子网中还设有堡垒主机作为惟一可访问点，支持终端交互或作为应用网关代理。
这种配置的危险仅包括堡垒主机、子网主机及所有连接内网、外网和屏蔽子网的路由器。
如果攻击者试图完全破坏防火墙，他必须重新配置连接三个网的路由器，既不切断连接又不要把自己锁在外面，同时又不使自己被发现，这样也还是可能的。
但若禁止网络访问路由器或只允许内网中的某些主机访问它，则攻击会变得很困难。
在这种情况下，攻击者得先侵入堡垒主机，然后进入内网主机，再返回来破坏屏蔽路由器，并且整个过程中不能引发警报。
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