网络安全基础设施设计原理
计算机网络安全原理第1章 绪论
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间安全（Cyberspace Security）
网络空间安全
网络空间安全（Cyberspace Security）
方滨兴：在信息通信技术的硬件、代码、数据、应用4个 层面，围绕着信息的获取、传输、处理、利用4个核心功 能，针对网络空间的设施、数据、用户、操作4个核心要 素来采取安全措施，以确保网络空间的机密性、可鉴别 性、可用性、可控性4个核心安全属性得到保障，让信息 通信技术系统能够提供安全、可信、可靠、可控的服务 ，面对网络空间攻防对抗的态势，通过信息、软件、系 统、服务方面的确保手段、事先预防、事前发现、事中 响应、事后恢复的应用措施，以及国家网络空间主权的 行使，既要应对信息通信技术系统及其所受到的攻击， 也要应对信息通信技术相关活动的衍生出政治安全、经 济安全、文化安全、社会安全与国防安全的问题
计算机网络的脆弱性
问题七：互联网的级联特性
互联网是一个由路由器将众多小的网络级联而成的大网 络。当网络中的一条通讯线路发生变化时，附近的路由 器会通过“边界网关协议(BGP)”向其邻近的路由器发出 通知。这些路由器接着又向其他邻近路由器发出通知， 最后将新路径的情况发布到整个互联网。也就是说，一 个路由器消息可以逐级影响到网络中的其它路由器，形 成“蝴蝶效应”。“网络数字大炮”
生存性）
系
机
统
密
以保护信息 属性空间 为主的属性
性
机密性：保证信息在产生、传 输、处理和存储的各个环节中
为 主
可控性：系统对拥有者来说 是可掌控的，管理者能够分
物联网中心局域网的设计原理与实施
物联网中心局域网的设计原理与实施随着物联网技术的发展，物联网中心局域网成为连接各种设备和传感器的关键基础设施。
物联网中心局域网的设计原理和实施方法对于确保设备之间的可靠通信和数据传输至关重要。
本文将探讨物联网中心局域网的设计原理和实施方法，以帮助读者更好地了解和应用于实际项目中。
物联网中心局域网的设计原理包括对网络拓扑的选择、协议的使用、网络安全和数据传输等方面的考虑。
首先，网络拓扑的选择需要根据实际应用场景和设备数量来决定。
常见的物联网局域网拓扑结构包括星型、总线型和环型等。
星型拓扑结构将所有设备连接到物联网中心，总线型拓扑结构将设备连接到共享的总线上，环型拓扑结构则将设备连接为环形。
其次，物联网中心局域网需要选择合适的协议来实现设备之间的通信。
常见的物联网协议包括MQTT、CoAP和HTTP 等。
MQTT协议是一种轻量级的发布-订阅协议，适用于低带宽和不稳定网络环境。
CoAP协议是专为物联网设计的一种轻量级应用层协议，支持低功耗设备和无线传感器网络。
HTTP协议是应用最广泛的一种协议，通过简单的请求-响应模型实现设备之间的通信。
网络安全也是物联网中心局域网设计中不可忽视的重要因素。
物联网中心应采用安全性能较高的网络设备，并配置防火墙、入侵检测系统和虚拟专用网络等安全措施，保护设备免受恶意攻击。
此外，物联网中心应对设备进行身份验证和权限管理，确保只有合法设备和用户可以访问和使用中心。
加密技术也应用在数据传输过程中，保护数据的机密性和完整性。
物联网中心局域网的实施需要考虑到具体的实际情况和需求。
首先，根据设备的种类和数量来确定物联网中心的硬件配置和网络设备选型。
其次，进行网络拓扑的设计和规划，在考虑带宽和延迟等因素的基础上，选择合适的拓扑结构。
然后，根据实际应用场景选择合适的协议，并在物联网中心和设备之间建立起通信连接。
最后，应设置网络安全措施，确保物联网中心的安全性和可靠性。
在物联网中心局域网的实施过程中，还需进行设备的注册和管理。
网络安全学什么专业
网络安全学什么专业
网络安全是一门涉及保护计算机网络、系统和数据免受未经授权访问、损坏或窃取的学科。
为了开展网络安全工作，人们可以选择学习以下几个专业：
1. 计算机科学：这个专业涵盖了计算机的基本原理和技术，包括软件开发、网络构建和数据库管理等。
学习计算机科学可以帮助人们理解网络安全的基本原理，并为其提供技术支持。
2. 信息安全：这个专业专注于保护信息资源，包括网络和计算机系统。
学习信息安全可以使人们掌握密码学、漏洞分析和网络防护等技术，以提供全面的网络安全解决方案。
3. 网络工程：这个专业关注网络基础设施的设计、部署和维护。
学习网络工程可以帮助人们了解各种网络架构和协议，并提供有效的网络安全措施。
4. 数字取证：这个专业主要研究在法律程序中使用的数字证据。
学习数字取证可以使人们学习到如何调查和保护数字证据，以便在网络安全事件发生时进行追踪和取证。
5. 数据安全：这个专业关注保护数据的机密性、完整性和可用性。
学习数据安全可以帮助人们掌握安全存储、加密技术和安全策略等知识，以有效地保护数据免受威胁。
通过学习这些专业，人们可以获得广泛的网络安全知识和技能，
成为网络安全领域的专家，并在保护网络免受各种威胁方面发挥重要作用。
云计算平台的设计与实现原理
云计算平台的设计与实现原理随着大数据和人工智能的快速发展，云计算技术在人们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色。
云计算是一种基于网络的计算方式，可以将计算、存储、网络等计算资源通过互联网进行共享和调度，充分利用计算资源，提高计算效率和性能。
云计算平台是实现这种计算方式的基本设施，其设计与实现原理具有一定的复杂性和技术挑战性。
一、云计算平台的基本架构云计算平台基本上可以分为三部分：基础设施层、平台层和应用服务层。
基础设施层指的是云计算平台所依赖的底层设备和资源，包括服务器、存储设备、网络设备等；平台层则是云计算平台的核心组成部分，它主要提供资源调度管理、虚拟化技术、安全保障等服务，其实现包括多种技术手段，如开源的云平台OpenStack、容器化技术Docker等；应用服务层则是用户可以直接访问和使用的云端服务，例如基于云端的软件应用、数据分析、人工智能、物联网服务等。
二、云计算平台的设计原理云计算平台的设计原理主要包括以下几个方面：1. 虚拟化技术虚拟化技术是云计算平台实现的基础和核心技术。
其原理是通过在物理服务器上创建多个虚拟机，将物理资源分配给虚拟机，使多个虚拟机能够共享单一物理服务器的计算资源、存储资源和网络资源。
这样，每个虚拟机就像一台独立的计算机，可以在云计算平台上运行不同的应用程序和服务。
同时，云计算平台可以对虚拟机进行动态调度和管理，实现资源的高效利用和应用程序的高性能。
2. 资源调度管理资源调度管理是云计算平台实现的另一个关键技术。
其原理是通过对云计算平台上所有资源的监控，根据应用程序的需求实现虚拟机的动态分配和调度，以达到系统的负载均衡、节能和降低复杂度等效果。
为此，云计算平台需要开发一系列的资源调度管理策略和算法，例如基于负载均衡的虚拟机分配算法、基于动态资源调度的虚拟机迁移算法等，并根据应用场景进行相应的优化和改进。
3. 安全保障安全保障是云计算平台需要重点关注的问题。
在云计算平台中，用户的数据和应用程序存储在云端，它们的安全和隐私非常重要。
高校URP中安全认证系统的设计与实现
在 高校 档案信 息管 理等 系统 的整合 过程 中 ， 主要需 解决 最 的就是 安全 与信息 整合 度问题 。 由于各 高校对 信息 整合 度的具 体要 求各 不相同 ， 不能用 统一 的标 准来衡 量 ， 只能针对具 体 问题 进行 分 析 。而安全 问题方 面 的要求 ， 即在高安 全度 这个 问题 上
校 与转 库处 理 。 生角 色仅 对学 生数 据进 行初 始化 和查 看学 生 学
务 加 载功 能 。 其 主要流 程为 ： 用户 输入 用户 名密 码后 ， 由 ＪＥ ① 交 ２ Ｅ中 间
服 务器 处理 ， 过用户验 证 的同时产 生安 全密文 ， 部分存 储 于 通 一 ＸＭＬ数 据文 件另 一部 分设 置 到 ｓｓｉｎ或 ｃｏ ｉ 变 量 中 ，ＪＥ ｅｓ ｏ ｏ ｋｅ ２Ｅ 中更 多考 虑使 用 ｓｓ ｏ 话变 量 ，同时从 Ｘ ｅｓ ｎ会 ｉ ＭＬ文件 中获 取用
３ 安 全认 证 系统主 要代 码 实现
系统设 计主￣ １ｅｌ ｓ 平台进行开发 ， ＝ ｃｉ ｅ ｐ 整合 Ｓｒｔ与 Ｓ ｒ ｇ ｔ ｓ ｐｉ ｕ ｎ
存会话 变量 ： ｅｓ ｎｐ ｔ ａｕ ” ｇｎｃｅｓ” ａｔＭＤ Ｍｙ ｓｓｉ ．ｕＶ ｌｅ（ｌ ｉ ｃ ｓ ． ｕｏ ５ — ｏ ｏ ａ
络构架 比较传统 、 型 ， 典 对于 内网服务 中一体化信 息管理 系统 的
构建 属 于 ＵＲ Ｐ设 计 ， 面是 针对 于安全 认证 服务系 统 （ 下 主要是
是 一致 的 ， 据信 息要进 行整合 ， 系统 中各 子 系统划 分越 细 ， 数 原
整 合过 程 中需 解决 的安 全问题 也就 相应越 多 。 在安 全认 证系统
图 ２所 示 ：
如 图 ３所 示 ， 理 员 角 色 可 以 管 理 辅 导 员 和 学 生 的 用 户 权 管
通信网基础
通信网基础一、概述通信网基础是指网络通信系统中的底层基础设施，为数据传输提供了基本的支持和功能。
通信网基础包括物理层、数据链路层、网络层和传输层。
本文将分别介绍这些层级的基本原理和功能。
二、物理层物理层是通信系统中最底层的层级，主要负责传输原始的比特流。
物理层包括了传输介质、传输速率、编码方式等几个关键要素。
2.1 传输介质传输介质是指数据传输的载体，可以是铜线、光纤、无线电波等。
不同的传输介质有不同的传输特性和传输速率。
选择合适的传输介质可以提升通信质量和速度。
2.2 传输速率传输速率是指单位时间内传输的比特数。
传输速率越高，数据传输越快。
常见的传输速率有bps、Kbps、Mbps和Gbps 等。
2.3 编码方式编码方式是将数据转换为比特流的方法。
常见的编码方式有非归零码、曼彻斯特编码、差分编码等。
选择合适的编码方式可以提高数据的可靠性和安全性。
三、数据链路层数据链路层在物理层之上构建了一个可靠的数据传输通道。
数据链路层负责将原始的比特流划分为数据帧，并添加控制信息，用于进行错误检测和纠正。
3.1 数据帧数据帧是数据链路层传输的基本单位。
数据帧由数据部分和控制信息部分组成。
控制信息包括帧起始符、帧结束符、帧序号等。
3.2 错误检测和纠正数据链路层通过添加校验位来实现错误检测和纠正。
常用的校验位有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
校验位可以帮助接收端检测和纠正传输过程中发生的错误。
四、网络层网络层负责将数据从源节点传输到目的节点。
网络层通过选路协议和路由表等方式，为数据选择合适的传输路径。
4.1 选路协议选路协议是网络层的主要功能之一。
常见的选路协议有静态路由和动态路由。
静态路由是管理员手动配置的路由信息，适用于网络结构稳定的环境。
动态路由是根据网络中的拓扑结构和链路状态自动计算出的路由信息，可以适应网络中的变化。
4.2 路由表路由表是记录了网络中不同节点之间的路由信息的表格。
路由表中包含了目的网络地址、下一跳地址和出接口等信息。
安全基础设施设计原理PPT培训课件教材
安全基础设施的物理组成包括标准的门钥匙 和锁、钥匙卡、标识标志、安全照相机、活 动传感器、声像报警、安全警卫和系统、设 备标签等。根据人的生物特征检测的设备也 属于这一类，如指纹读出器、面部形状照相 机、视网膜扫描器等。这些仿生组件是通过 自然本质来标识和鉴别用户的。属于这一类 的还有网络电缆和后备电源（如UPS系统和 自备发电机）。物理安全设施的基本目的是 防止非授权者进入以及保护安全基础设施的 电力供应和网络连接。
最后，数据可用性也是需要十分关注的。数 据可用性的目标范围是根据数据可用的重要 性而变化的。对某些系统需要高可用性，高 达99.999%，而有些系统可用性要求就较低。 提供高可用性系统保护的典型方法是使用冗 余系统，通常包括冗余的电源、数据访问和 存储、网络以及应用服务器处理等。但冗余 并不能满足全部数据可行性问题，尤其是近 年来增多的拒绝服务（DOS）和分布式拒绝 服务（DDOS）的攻击。
处理过程包括企业安全策略和过程文档，用 来管理企业数据的生成、使用、存储和销毁， 以及管理这些数据所在的系统和网络。企业 安全策略的目的是定义企业资产保护的范围 以及对这些资产所需的专门保护机制。企业 安全过程是企业安全策略文档的一个组成， 用来指导员工在特定环境下的行动。企业安 全策略和过程是安全基础设施的重要组成。 有了综合的安全策略和过程文档，安全设计 师就能明白什么样的资产是企业需要保护的， 以及如何保护这些资产。
虽然安全策略文档提供数据、系统和网络的 保护策略，但它对厂商选择、设计或实施并 不规定所需的详细战术。这些安全组件的成 功实施需要了解安全基础设施目标，否则可 能会不合适地保护或完全疏忽那些关键资产。
18.2 安全基础设施的目标
安全基础设施设计的基本目标是保护企业的资 产。保护这些资产的方法是适当地部署各个安 全组件于有组织的、协同的安全基础设施中。 这些资产包括硬件、软件、网络组件以及知识 财产。保护这些资产应根据企业安全目标和企 业安全策略文档。虽然提到的只是数据的保护， 实际上保护数据及其可用性也意味着保护执行 的系统和网络。 根据选择的数据等级分类体制，每种数据保护 目标应按数据机密性、数据完整性和数据可行 性来表示和衡量。
基本网络组建实验报告(3篇)
第1篇实验目的本次实验旨在让学生掌握基本网络组建的原理和方法，包括网络拓扑设计、设备配置、IP地址规划、子网划分以及网络测试等。
通过实际操作，使学生能够将理论知识应用到实际网络环境中，提高网络组建和故障排查的能力。
实验环境1. 硬件设备：路由器2台，交换机2台，PC机5台，网络线缆若干。
2. 软件环境：Windows操作系统，Packet Tracer网络模拟软件。
实验内容一、网络拓扑设计1. 拓扑结构：设计一个简单的星型拓扑结构，包括一个核心交换机和5个边缘PC 机。
2. 网络设备：核心交换机负责连接所有边缘PC机，边缘PC机通过交换机接入核心交换机。
二、设备配置1. 配置核心交换机：- 配置VLAN，为不同部门划分虚拟局域网。
- 配置端口，为每个端口分配VLAN。
- 配置路由，实现不同VLAN之间的通信。
2. 配置边缘交换机：- 配置端口，将端口连接到对应的PC机。
- 配置VLAN，与核心交换机保持一致。
3. 配置PC机：- 配置IP地址、子网掩码和默认网关。
- 配置DNS服务器地址。
三、IP地址规划与子网划分1. IP地址规划：采用192.168.1.0/24网段进行IP地址规划。
2. 子网划分：将192.168.1.0/24划分为两个子网，分别为192.168.1.0/25和192.168.1.128/25。
四、网络测试1. 测试设备连通性：使用ping命令测试PC机与核心交换机、边缘交换机以及其他PC机的连通性。
2. 测试路由功能：使用traceroute命令测试数据包从PC机到目标PC机的路由路径。
3. 测试VLAN功能：测试不同VLAN之间的通信是否正常。
实验步骤1. 搭建网络拓扑：在Packet Tracer中搭建实验拓扑，连接网络设备。
2. 配置设备：按照实验内容，对网络设备进行配置。
3. 规划IP地址与子网划分：规划IP地址，划分子网。
4. 测试网络：进行网络连通性、路由功能和VLAN功能的测试。
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安全基础设施的物理组成包括标准的门钥匙和锁、 钥匙卡、标识标志、安全照相机、活动传感器、声 像报警、安全警卫和系统、设备标签等。根据人的 生物特征检测的设备也属于这一类，如指纹读出器、 面部形状照相机、视网膜扫描器等。这些仿生组件 是通过自然本质来标识和鉴别用户的。属于这一类 的还有网络电缆和后备电源（如UPS系统和自备发电 机）。物理安全设施的基本目的是防止非授权者进 入以及保护安全基础设以应用为目标的安全设计概念
数据机密性的前提是防止非授权者看到非公共使用 的数据。数据机密性应用于本书所定义的具有内部 的、机密的、严格限制的标记的数据。通过安全数 据存储和安全数据传输提供数据机密性保护。满足 数据机密性要求的典型技术包括数据传输、安全在 线和离线存储的加密。
数据完整性是关于对数据的任何非授权改变或破坏 的保护。这个目标的基本点是数据的准确性和合法 性。通过产生原始数据集检查和同复制的数据进行 比较的程序来管理完整性。提供数据完整性的通常 解决方案是使用通用的加密策略，例如前面讲到的 IPSec，使用这样的检查和策略来保证发送的数据等 于接收的数据。保护数据不被更改或破坏，可以用 类似反病毒这样的简单解决方法，也可以用部署关 键通路存储解决方案、高可用性的防火墙簇以及企 业范围的变更管理等复杂的解决方案。为了防止非 授权使用或破坏，鉴别和授权控制是最合适的方法。
网络类包括防火墙、路由器、交换机、远程访问设 备（如VPN和拨号modem池）以及基于网络的入侵 检测，它们分别在整个安全设计中增加某些安全特 性。这些组件通过其网络接口或在软件中定义的逻 辑来监控、过滤或限制通信。这些安全组件的作用 是监控和保护在网络中通过的数据，或保护在应用 中通过、使用的数据。
平台类包括服务器、客户端软件（例如，执行操作 系统和安全应用的控制）。执行一些电子操作（如 智能卡和读卡器、产生凭证的硬件卡、基于硬件的 加密设备）的设备也属于这一类。平台类还包括应 用级访问控制，如产生凭证的软件程序、数字证书、 基于主机的入侵检测、病毒扫描和清除、事件搜集 代理和分析软件程序。应用级访问控制能提供鉴别、 授权、基于主机的入侵检测和分析、病毒检测和清 除、事件账户管理和分析等功能。这些安全功能用 来保护常驻在主要基础设施边界的应用。
虽然安全策略文档提供数据、系统和网络的保护策 略，但它对厂商选择、设计或实施并不规定所需的 详细战术。这些安全组件的成功实施需要了解安全 基础设施目标，否则可能会不合适地保护或完全疏 忽那些关键资产。
18.2 安全基础设施的目标
安全基础设施设计的基本目标是保护企业的资产。 保护这些资产的方法是适当地部署各个安全组件于 有组织的、协同的安全基础设施中。这些资产包括 硬件、软件、网络组件以及知识财产。保护这些资 产应根据企业安全目标和企业安全策略文档。虽然 提到的只是数据的保护，实际上保护数据及其可用 性也意味着保护执行的系统和网络。
处理过程包括企业安全策略和过程文档，用来管理 企业数据的生成、使用、存储和销毁，以及管理这 些数据所在的系统和网络。企业安全策略的目的是 定义企业资产保护的范围以及对这些资产所需的专 门保护机制。企业安全过程是企业安全策略文档的 一个组成，用来指导员工在特定环境下的行动。企 业安全策略和过程是安全基础设施的重要组成。有 了综合的安全策略和过程文档，安全设计师就能明 白什么样的资产是企业需要保护的，以及如何保护 这些资产。
最后，数据可用性也是需要十分关注的。数据可用 性的目标范围是根据数据可用的重要性而变化的。 对某些系统需要高可用性，高达99.999%，而有些系 统可用性要求就较低。提供高可用性系统保护的典 型方法是使用冗余系统，通常包括冗余的电源、数 据访问和存储、网络以及应用服务器处理等。但冗 余并不能满足全部数据可行性问题，尤其是近年来 增多的拒绝服务（DOS）和分布式拒绝服务（DDOS） 的攻击。
反之，如防火墙本身做得很好，其屏幕可显示大部 分入侵的通信，且能在搜集后做日志，但它不能通 知其他任何组件，那防火墙的作用是不完全的。如 果将防火墙和入侵检测、强的身份鉴别、加密的隧 道（VPN）等组件协同作用，就能设计成一个基本 的安全基础设施。
18.1.2 安全基础设施的组成
安全基础设施的主要组成有4部分：网络、平台、物 理设施、处理过程。
根据选择的数据等级分类体制，每种数据保护目标 应按数据机密性、数据完整性和数据可行性来表示 和衡量。
当设计一个安全基础设施时，把应用的最好结果作 为目标。因为应用最靠近数据以及数据的处理、交 换和存储。将设计目标放在数据机密性、数据完整 性和数据可用性上，会发现这不仅使应用得到安全， 而且企业也得到安全。这个概念如图18.1所示。
18.1.1 安全基础设施概述
一个安全基础设施应提供很多安全组件的协同使用， 其体系结构可改进整个的安全特性，而不仅是各个 安全组件的特性。使用这个定义，可推论出安全基 础设施的设计和特性。
以防火墙为例，使用防火墙可以很好地实施安全策 略，但是，如果它不能和体系结构中的其他组件很 好地连接，就不能构成一个安全基础设施。例如， 这个防火墙不能和安全基础设施的其他方面互相联 系、互相作用，那它只是一个安全组件，而不是安 全基础设施的一部分。这就是安全基础设施定义中 的协同组件。再如，假如从防火墙能发送报警至事 件管理站，由事件管理站处理成通知网络运行中心 （Network Operations Center, NOC）的报警，那么， 防火墙可能成为基础设施的一部分。
第18章 安全基础设施设计原理
18.1 安全基础设施概述 18.2 安全基础设施的目标 18.3 安全基础设施的的设计指南 18.4 密钥管理基础设施/公钥基础设施 18.5 证书管理 18.6 对称密钥管理
18.7 基础设施目录服务 18.8 信息系统安全工程 18.9 本章小结 习题
18.1 安全基础设施概述