分布式防火墙系统的研究与实现

合集下载

分布式防火墙的研究与设计

分布式防火墙的研究与设计
□薛朝慧( 陕西广电网络传媒( 集团) 股份有限公司ꎬ陕西西安７１００６１)
摘要:互联网因连通性、开放性方便而广泛使用ꎬ但也存在各种不安全因素ꎮ 传统防火墙作为基本的网络安全设备ꎬ根据人为定制的策略ꎬ对网络数据进行双向过滤和检查ꎬ确保内网安全ꎮ 然而ꎬ随着网络技术日新月异ꎬ越来越多的连接技术和加密方式的出现ꎬ传统边界防火墙的局限性开始显现ꎮ 为了克服这些缺点ꎬ在保留其优点的同时ꎬ分布式防火墙开始进入人们的视野ꎮ 为此对分布式防火墙开展分析与研究ꎬ提出利用现有的技术开展分布式防火墙系统的设计ꎬ即防火墙在网络边缘保护安全的同时ꎬ将其引申至内网ꎬ进而搭建一个内外防护的安全系统ꎮ 关键词:分布式防火墙ꎻ网络数据ꎻ边界防火墙ꎻＮｅｔｆｉｌｔｅｒ框架
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｉｒｅｗａｌｌｓ
□ＸＵＥＣｈａｏｈｕｉ ( ＳｈａａｎｘｉＢＣ＆ＴＶＮｅｔｗｏｒｋＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｒｙ ( Ｇｒｏｕｐ) Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄꎬ Ｘｉ��ａｎ７１００６１ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｐｏｗｅｒｆｕｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔｃｏｍｅｓｆｒｏｍｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｏｐｅｎｎｅｓｓｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔꎬ ｂｕｔｉｔａｌｓｏｌｅａｄｓｔｏｃｅｒｔａｉｎｉｎｓｅｃｕｒｉｔｉｅｓ. Ａｓａｃｏｍｍｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｉｒｅｗａｌｌｓｓｅｔｕｐｆｉｒｅ￣ｗａｌｌｓｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔｒａｎｅｔｓａｎｄｅｘｔｒａｎｅｔｓ. Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｅｓｅｔｐｏｌｉｃｙꎬ ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｄａｔａｉｓｆｉｌｔｅｒｅｄａｎｄｃｈｅｃｋｅｄｔｏｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｎｅｔｗｏｒｋ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔꎬ ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｃｏｎｎｅｃ￣ｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｅｎｃｒｙｐｔｅｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｅｍｅｒｇｅｄꎬ ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂｏｒｄｅｒｆｉｒｅｗａｌｌｓｂｅ￣ｇａｎｔｏａｐｐｅａｒ. Ｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｓｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｗｈｉｌｅｒｅｔａｉｎｉｎｇｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓꎬ ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｉｒｅｗａｌｌｓｂｅｇａｎｔｏｅｎｔｅｒｐｅｏｐｌｅ��ｓｓｉｇｈｔ. Ｔｈｕｓｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅａｎａｌｙｓｅｓａｎｄｓｔｕｄｉｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｉｒｅｗａｌｌｓꎬ ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｓｔｏｕｓｅｅｘｉｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｔｏｄｅｓｉｇｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｉｒｅｗａｌｌｓｙｓｔｅｍｓꎬ ｗｈｉｃｈｉｓꎬ ｗｈｉｌｅｒｅｔａｉｎｉｎｇｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂｏｒｄｅｒｆｉｒｅｗａｌｌｓꎬ ｔｏｅｘ￣ｔｅｎｄｔｈｅｆｉｒｅｗａｌｌｔｏｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｎｅｔｗｏｒｋꎬ ａｎｄｔｈｅｎｂｕｉｌｄａｍｕｌｔｉ￣ｌｅｖｅｌａｎｄａｆｕｌｌｒａｎｇｅｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｉｎｔｅｒｎａｌａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｄｅｆｅｎｓｅ. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｉｒｅｗａｌｌꎻｎｅｔｗｏｒｋｄａｔａꎻｂｏｒｄｅｒｆｉｒｅｗａｌｌꎻｎｅｔｆｉｌｔｅｒｆｒａｍｅｗｏｒｋ

基于分布式防火墙的网络安全系统研究

Ｔ３３Ｐ９
实时检测并动态地响应网络安全事件，可以很好地满足网络安全的需求。关键词分布式入侵检测专家系统
中图分类号
１引言
防火墙的基本功能是通过对网络外部和内部用户的区分和访问授权机制来防止非法访问，而从实现保护网络安全的目的。
式入侵检测ＤＤＩＳ利用多个检测主体，用多种检采
对网络安全状况，实时、智能地调整系统其他各个
部件的安全策略，对这个部件的一个基本要求。是对此，理决策部件应用专家系统作为实施方案。管如图３所示，虚线框内部分是采用了专家系统的管理决策部件的结构图，中知识库中存储的是其关于入侵事件一一响应对的知识。知识库中的知识可以预先通过系统提供的人机界面来手工设定，而后根据实际网络安全状况以及组织安全政策的
它的网络拓扑结构如图１示：所
由图１可以看出，际上网络防火墙扮演的就实
系统在网络防御上能力有限，必须结合其他的网络
安全技术。 Leabharlann 是传统边界防火墙的角色。
收到本文时间：０６年７月１日２０７
作者简介：吴，，郦女实验师，究方向：计算机网络。
维普资讯
第３８卷（０７第６期２０）
．计算机与数字工程
１７０
入侵检测系统ＩＳ是为保证网络系统的安全Ｄ而设计与配置的一种能够及时发现并报告网络中的系统末授权或异常现象的动态发现系统。分布

分布式防火墙系统中主机防火墙的设计与实现

在分布式防火墙的体系结构中并没有废弃边界防火墙，
因为物理上的边界依然存在，只是减轻了边界防火墙肩上的担子。边界防火墙仍然执行传统防火墙看守大门的任务，但
由于它只处理与全网有关的安全问题，规则较少，因而效率较高。策略服务器是整个分布式防火墙的核心，主要包括中心管理接口、策略数据库、日志数据库和加密认证等模块。中心管理接口负责人机交互，包括制定规则。规则的制定是通
们都是主机驻留防火墙，但个人防火墙中的所有行为都是用户个人行为，别人不能干涉。而分布式防火墙中的行为是集
用户防火墙ＤＷＦ用户防火墙ＤＦＷ用户防火墙ＤＷＦ
体行为，用户个人不能干涉，每台主机的安全策略都是整个组织安全策略的一部分，全部主机的安全策略之和构成一个组织的整体安全策略。所以分布式防火墙要求实行统一的
维普资讯
山西电子技术２００８年第３期
网络时空
分布式防火墙系统中主机防火的设计与实现墙
刘洁宇任新华
（太原理工大学，山西太原００２）３０４
摘要：分布式防火墙是一种新型的防火墙体系结构，克服了传统防火墙的许多缺点的同时又保留了许多在
有很大的安全隐患。面对各种安全威胁，分布式防火墙这一
新的防火墙体系结构被提出用以提升网络安全的整体性
能［ｌ３。
１分布式防火墙简介
１１分布式防火墙原理 Nhomakorabea ．分布式防火墙（见图１是由一个中心来制定策略，）并将策略分发到主机上执行。它使用一种策略语言（如ＫｅＮｏｅ来制定策略，ｙｔ）并被编译成内部形式存于策略数据库中，系统管理软件将策略分发到被保护的主机上．而主机根

浅谈分布式防火墙技术的应用与发展趋势

浅谈分布式防火墙技术的应用与发展趋势传统的防火墙分为包过滤型和代理型，他们都有各自的缺点与局限性。

随着计算机安全技术的发展和用户对防火墙功能要求的提高，目前出现一种新型防火墙，那就是"分布式防火墙"，英文名为"DitributedFirewall"。

它是在目前传统的边界式防火墙基础上开发的。

但目前主要是以软件形式出现的，也有一些国际著名网络设备开发商开发生产了：集成分布式防火墙技术的硬件分布式防火墙，做成嵌入式防火墙PCI卡或PCMCIA卡的形式，但负责集中管理的还是一个服务器软件。

因为是将分布式防火墙技术集成在硬件上，所以通常称之为"嵌入式防火墙"，其实其核心技术就是"分布式防火墙"技术。

1．分布式防火墙的产生1．1传统防火墙的缺陷传统防火墙根据所采用的技术，可以分为包过滤型和代理型。

下面重点介绍包过滤型防火墙和应用网关防火墙的原理及其缺点。

包过滤防火墙的工作原理：包过滤技术包括两种基本类型：无状态检查的包过滤和有状态检查的包过滤，其区别在于后者通过记住防火墙的所有通信状态，并根据状态信息来过滤整个通信流，而不仅仅是包。

包过滤是在IP层实现的，因此，它可以只用路由器完成。

包过滤根据包的源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口及包传递方向等报头信息来判断是否允许包通过。

过滤用户定义的内容，如IP地址。

其工作原理是系统在网络层检查数据包，与应用层无关，包过滤器的应用非常广泛，因为CPU用来处理包过滤的时间可以忽略不计。

而且这种防护措施透明，合法用户在进出网络时，根本感觉不到它的存在，使用起来很方便。

这样系统就具有很好的传输性能，易扩展。

但是这种防火墙不太安全，因为系统对应用层信息无感知――也就是说，它们不理解通信的内容，不能在用户级别上进行过滤，即不能识别不同的用户和防止IP地址的盗用。

如果攻击者把自己主机的IP地址设成一个合法主机的IP地址，就可以很轻易地通过包过滤器，这样更容易被黑客攻破。

基于Kerberos协议的分布式防火墙系统的研究

ｈａｏｈｒｄｔｏｌｆｅａｌｐｏｂｅｓＢａｅｈｅＫｅｂｅｏｕｈｅｉｃｔｏｉｔｂｕｅｒｗａｗｒｈｉｃｕｅ，ｐｅｅｖａｏｏａｉｏｎｌｓｂｒｕｇｔｔａｉｎａｒｗｌｒｌｍｓｄｏｎｔｒｒｓａｔｎｔａｉｎＤｓｒｔｄｆｅｎｎｅａｃｔｔｒｉｉｉｉｅｒｓｒｔｎｆｔｄｔａｉｒｉｉｗｌｆｅａｌｍｅｔｏ出ｅｂｓｒｒｓｎｉａｉｏｆ出ｅ七ａｉｏｎｌｆｅａｌｓｕｔｏＯ山ｅｈｄｄｅｄｎｒ．ＯｆｍａｓｖｎｔｒｌｎｔｓｒｄｔａｒｗｌｏｌｉｎｔｉｉｉｎａｇｅｓｓｉｅｉｅｎａｅｗｏｒｅｅｄｔｏＣｎ出ｅｐｏｋｕｓｒｎｅＯｆＵＳｏｓｒ—
ｔｃｉｎｏｅｏｋｒｓｕｃｓｔｒｖｄｎｇａｌ，ｄｓｉｕｅｅｏｋｓｃｒｎｉｎｎ．ｅｔｆｎｔｒｅｏｒｅＯｐｏｉｅａｍａａｅｂｅｉｒｔｄｎｔｒｅｕｔｅｖｒｍｅｔｏｗｔｂｗｉｙｏＫｅｒＳＫｅｂｒｓｐｏｏｏ；ｉｒｕｅｒｗａｌｒｗａｙＷＯｄ，ｒｅｏｒｔｃ１ｓｉｔｄｆｅｌｆｅｌ＇ｄｔｂｉ；ｉｌ
批注本地保存成功开通会员云端永久保存去开通
维普资讯
本责任辑：蕾栏目编冯
・・ｅ网络通讯与安全・・
Hale Waihona Puke 基于Ｋｒｅｏｅｂｒｓ协议的分布式防火墙系统的研究

分布式防火墙系统设计与实现的开题报告

分布式防火墙系统设计与实现的开题报告一、研究背景和意义随着互联网的快速发展和普及，网络安全问题日益突出，攻击成本越来越低，攻击方式越来越多样化。

分布式防火墙系统作为保护网络安全的关键技术之一，已经成为当前网络安全领域中的一个热门研究方向。

当前，大部分防火墙系统都是集中式的，存在着单点故障和性能瓶颈等问题。

分布式防火墙系统能够从根本上解决这些问题，并具有更高的可靠性、灵活性和可扩展性。

因此，设计和实现一种高效、安全、可靠、灵活的分布式防火墙系统，对保障网络安全和提升网络防护能力具有重要意义。

二、研究内容和方法本研究将采用分布式架构，设计和实现一种分布式防火墙系统，以提升网络安全防护能力。

具体研究内容包括：1.分布式防火墙系统的体系结构和设计方案研究。

2.集群管理技术的研究与实现。

3.分布式防火墙决策算法的研究。

4.分布式安全审计技术的研究与实现。

研究方法主要包括文献调研分析、实验研究和软件开发等方法。

三、预期目标和成果通过本研究，预期达到以下目标和成果：1.设计和实现一种高效、安全、可靠、灵活的分布式防火墙系统，提升网络安全防护能力。

2.验证分布式防火墙系统的可行性和有效性，提高网络安全保护水平。

3.发表相关研究论文，为分布式防火墙系统的研究和应用做出贡献。

四、论文结构和内容安排本论文共分为五个部分：第一部分：绪论，介绍研究背景、研究意义、国内外研究现状、研究内容和方法、预期目标和成果等。

第二部分：分布式防火墙系统的体系结构和设计方案，对分布式防火墙系统的基本概念、架构设计、模块划分、流程分析等进行详细阐述。

第三部分：集群管理技术的研究与实现，详细探讨对分布式集群技术的研究，分析分布式防火墙集群管理的技术基础和原理，并实现集群管理功能。

第四部分：决策算法的研究和实现，研究分布式防火墙决策算法的基础知识，并实现基于分布式模式匹配的安全决策算法。

第五部分：总结和展望，总结全文内容，对分布式防火墙系统的未来发展进行展望。

分布式防火墙技术及实现

的过滤、Ｐ址Ｉ地翻译、用务理题，存些足（３］〔）应服代等问但在一不之处２ ’ Ｉ传统防墙．：火
技术依赖于网络的物理拓扑结构。通过Ｉ地址把网络分为内（Ｐ部可信的）和外部（不可信的）两部分，而且只 “ 防外不防内”．这样做，不仅使ＩＰ欺骗成为可能，而且很难满足不同机器的连接需求（如使用ＤＣ协议或ＢＯＰＨＰＯＴ协议）同时也不利于企业在互联网上构．建跨地区网络，以及电子商务、移动办公的广泛应用，（）２传统防火墙技术使用单接入点实现机制．由于ＣＵ速度的增长远远快于网络速度的增长，如果使用Ｉｅ这种强调计算ＰＰｃＳ的协议，将极大增加防火墙的负载因此，整个网络很可能因单点失败而瘫痪、（）Ｔ３对ＦＰ等协议不能提供有效的安全控制．传统防火墙不允许ＦＰ通过指定端口由外向内发包，所Ｔ
请求，密钥，签名
通信
（远程证书）
图１分布式防火墙的拓扑结构２，通用策略语言２．
图２ｅｏ实现应用交互ＫｙｔＮｅ
大多布防墙用ｅｔＰｌＭｋ等用略言４式火采Ｋｙｏ．ｃａｒ通策语［数分Ｎｅｏｙｅｉ１图２示是所的Ｋｙｏ作可管的现理１求是型用，依应的议认并ｅｔ为信理实机Ｂ请者典的户由赖用协来证提Ｎｅ
用户空间
ｏｅｏｃｓ，ａｏｐｎ，ｏｅｍｄｌｏｗｉｏｉｔｒｅ，ｃｏｔｏｌ
更过系调－改的统用卜鲤叫
一夕内队容列七
内核空间
／／ｌｄｐｉｅｏｙｖｃ

关于SDN_技术的分布式应用防火墙研究

128Internet Security 互联网+安全在“互联网+”技术应用推广的背景下，以HTTP、TCP/IP 为代表的各类应用协议被广泛应用于计算机网络应用层中，这不仅增加了应用层遭受恶意代码、病毒等攻击的概率，同时也对系统防火墙的安全防护性能提出了更高要求。

然而传统防火墙多采用集成结构设计，流量数据包解析的范围受限，流量检测、过滤等处理负载明显增大，增加防火墙故障发生概率，会诱发网络通信中断、信息丢失及提高泄密风险。

基于此，为满足面向企业级网络结构的防火墙部署需求，建立一种适应虚拟化环境的分布式应用防火墙部署方案是亟待解决的问题。

一、研究基础（一）应用防火墙与DPI 技术应用防火墙是一种部署在计算机网络Web 应用层的防火墙，其作用是解决传统部署在网络出口的防火墙基于IP 数据包的源/目的地址、源/目的端口建立过滤机制，无法对应用层进行安全防护的技术难题[1]。

为了解决这一问题，应用防火墙采用深度包检测技术（DPI）对网络流量进行检测分析，并通过捕捉网络数据包的包头、载荷，判断网络数据流量是否存在恶意垃圾邮件、病毒攻击、恶意代码等攻击行为。

同时，利用DPI 技术建立对报文的深度分析，按由下至上的顺序将数据分析范围由数据链路帧头、网络层包头、传输层包头扩展至应用层，判定数据流量的类型及其承载的内容等[2]。

（二）SDN 技术与OpenFlow 协议SDN 技术是一种基于软件系统的可编程网络架构，该技术将原交换机、路由器的处理逻辑分离设计，利用统一软件系统实现对数据转发、路由控制功能的集中控制，从而满足网络规模扩展与业务结构调整需求[3]。

基于SDN 的网络架构由数据层、控制层、业务层三个层级组成。

在数据层设有多个网络设备，利用OpenFlow 关于SDN 技术的分布式应用防火墙研究实现网络数据传输功能。

在控制层部署SDN 控制器与NOS 操作系统，经API 接口与业务层建立连接，实现业务应用功能[4]。

分布式防火墙工作原理

分布式防火墙工作原理
分布式防火墙是指由多个防火墙节点组成的网络安全系统，这些节点可以相互协作，共同组成一个覆盖整个网络的强大防火墙系统。

分布式防火墙的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 分布式管理
分布式防火墙通过多个管理节点对整个网络进行管理，实现对资源的分布式管理，保证对整个网络的安全性和可靠性。

2. 数据交换
不同防火墙节点之间通过数据交换来实现防火墙系统的协同工作，这包括防火墙流量的转移和转换、不同检测结果的汇总和分析，以及不同节点的定时协调。

3. 基于规则的访问控制
每个防火墙节点都可以设置自己独立的访问控制规则，这些规则将被整个系统共享。

当网络中的某个节点发现有不合法的访问请求时，将通过数据交换和协调动态地完善和优化所有规则，从而保证整个网络的安全性。

4. 元数据分析和协作检测
分布式防火墙节点会收集和汇总各种元数据，包括流量统计、状态记录、安全事件等，通过协同分析和检测，能够有效识别和阻断各种网络攻击，包括黑客攻击、恶意软件感染等。

总的来说，分布式防火墙通过不同防火墙节点之间的协作和共享，使网络安全防护更加全面和可靠。

它不仅可以有效的降低网络风险，还可以保证关键的网络安全服务的可靠性和持续性。

分布式并行防火墙系统的流量控制和分发技术的研究和实现

分布式并行防火墙系统的流量控制和分发技术的研究和实现分类号密级注学位论文分布式并行防火墙系统的流量控制和分发技术的研究和实现题名和副题名牟力作者姓名指导教师姓名赳坠松教授职务、职称、学位、单位名称及地址申请专业学位级别专业名称亟±让箕扭至缠缱掏论文提交日期论文答辩日期互壹学位授予单位和日期电壬科技太堂答辩委员会主席:童照璺旦评阅人幽盐压堕坠月日注:注明《国际十进分类法》的类号。

摘要摘要随着互联网的飞速发展和网络应用的普及,计算机网络已经成为了人们生活中必不可少的部分。

人们在享受信息化带来的众多好处的同时,也面临着日益突出的信息安全问题。

防火墙是目前使用的最为广泛的一种网络安全技术,它在内部网络和外部网络之间构建了一道安全保护屏障。

根据以上两点,我们开发出了基于平台,由多台普通构成的分布式并行防火墙系统。

它采用分布式的体系结构,对数据包进行并行处理,成倍地加快了处理速度。

另外, 由于采用了故障容错机制,消除了单节点防火墙故障瓶颈问题,在某台或某几台防火墙发生故障时,使得网络连接也能够继续进行。

因此分布式并行防火墙系统具有高性能、高可靠性、低成本和可扩展的特性。

但是随着分布式并行防火墙系统的规模的不断扩大,如何在系统内部实现流量的负载均衡,以及单个防火墙节点如何在保持高效的流量控制的能力同时,尽可能地减小系统的开销,已经成为了越来越重要的问题。

它们严重的影响了整个系统的性能。

为了解决以上问题,本文首先描述了整个分布式并行系统的逻辑结构,然后分析了现阶段的自身的流量控制机制和流量分发技术;接着重点描述了分布式并行防火墙系统的流量控制和分发机制的整体设计以及相关的关键技术的研究和实现,主要包括下面的内容:自身的流量控制机制的改进、整个系统流量负载均衡的实现、网卡驱动程序的修改等。

分布式并行防火墙系统的单个节点使用了改进了的流量控制机制,并通过哈希算法来均衡系统中的各个节点的流量。

又以心跳检测技术为手段实现了系统中的故障节点的准确检测,并通过配置管理接口通知负载均衡算法来重新实现了节点间的负载平衡。

分布式防火墙体系结构研究

分布式防火墙体系结构的研究摘要防火墙是一种广泛使用的网络安全技术，其核心思想是在不安全的网际环境中构造一个相对安全的子网环境。

着重介绍了传统防火墙技术的缺陷以及未来防火墙技术的发展趋势---分布式防火墙，及其体系结构的研究。

关键词：分布式；防火墙；体系结构1分布式防火墙的产生及概述1.1分布式防火墙产生的背景传统防火墙技术已经发展了许多年，取得了相当大的成果，对于计算机网络安全做出了巨大的贡献。

传统边界防火墙用于限制被保护企业内部网络与外部网络( 通常是互联网) 之间相互进行信息存取、传递操作, 它所处的位置在内部网络与外部网络之间。

实际上, 所有以前出现的各种不同类型的防火墙, 都是把内部网络一端的用户看成是可信任的, 而外部网络一端的用户则都被作为潜在的攻击者来对待, 这只能够阻止外部入侵, 无法屏蔽内部网络的攻击。

1.2传统防火墙的缺陷传统防火墙根据所采用的技术，可以分为包过滤型和代理型。

包过滤防火墙的工作原理：包过滤技术包括无状态检查的包过滤和有状态检查的包过滤两种基本类型，包过滤是在IP层实现的，因此，它可以只用路由器完成。

包过滤根据包的源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口及包传递方向等报头信息来判断是否允许包通过。

过滤用户定义的内容，其工作原理是系统在网络层检查数据包，与应用层无关，因此这种防护措施对进出网络的用户来说是透明的。

然而也就是透明性的特点造就了不安全性，黑客通过伪装就可以通过包过滤防火墙，因此它有以下几种缺陷：特洛伊木马使包过滤失效第0个分段中便过滤TCP只能访问部分数据包的头信息不能保存来自于通信和应用的状态信息处理信息的能力有限允许1024以上的端口通过应用代理服务器工作原理：代理服务器通过检查网络内部客户的服务请求，验证其合法性，作为一台客户机一样向真正的服务器发出请求并取回所需信息，最后再转发给客户。

由于他们打破了传统的客户机与服务器模式（CS模式），且每一个客户机/服务器通信需要两个连接：一个是从客户端到防火墙，另一个是从防火墙到服务器，因此可伸缩性差。

基于SDN技术的分布式应用防火墙研究

０　引言现如今互联网技术快速发展，TCP/IP应用协议类型正在飞速增长。

应用层载荷中可能充斥着各种攻击程序。

为了防范基于应用层的攻击，越来越多的企业使用应用防火墙对内部网络进行安全防护。

传统防火墙只解析数据包包头，而应用防火墙需要解析数据包的全部内容，并进行链路流量整形和异常流量检测，因此，应用防火墙的处理负载相比传统防火墙成倍的增加，致使防火墙故障率升高。

防火墙往往部署在网络的边界处，一旦防火墙出现故障，将直接导致内外部网络中断，严重影响企业用户的网络访问和数据传输。

针对上述问题，市场上主流的防火墙厂商通过双机热备的部署模式解决了这一问题。

该模式部署了2台防火墙，互为备份，正常情况下由工作机进行数据流量的分析和过滤工作，当工作机故障时，自动切换至备份机，不影响网络的正常使用。

虽然双机热备的解决方案可以降低防火墙系统的整体故障率，但是部署难度较高，且同一时间只有1台防火墙设备在工作，资源利用率较低。

随着虚拟化和云计算技术的发展和运用，企业内部的网络结构越来越复杂，且调整越来越频繁[1]。

部署于网络出口的硬件防火墙既不能防护来自内部的攻击，又不能满足虚拟化、云计算环境下网络结构快速调整带来的安全防护快速跟进需求。

为了提升防火墙系统的可用性，降低部署难度，适应虚拟化、云计算环境下的安全防护需求，该文分析了应用防火墙和SDN（Software Defined Network）技术，并设计了一种基于SDN技术的采用分布式部署的应用防火墙系统。

该防火墙系统首先利用SDN技术的控制器对网络流量进行负载分配，然后将数据包重定向至多个分布式部署的应用防火墙组件进行深度包检测和过滤，符合防火墙访问控制规则的数据包将由应用防火墙转发出去，不符合规则的数据包则被阻断。

１　应用防火墙和ＳＤＮ技术１．１　应用防火墙技术应用防火墙就是主要对应用层的安全威胁进行防护的防火墙，用于弥补传统防火墙基于端口和IP地址进行数据包过滤而无法防护应用层安全威胁的缺陷。

云计算环境下的分布式防火墙技术研究

云计算环境下的分布式防火墙技术研究随着云计算的兴起，越来越多的企业将业务迁移到了云端，但这也引发了很多新的安全问题。

在传统的网络中，防火墙通常被部署在边缘网络上，但在云计算环境中，企业数据分散在不同的云服务提供商中，边缘网络不存在了。

因此，如何在云计算环境中保护企业数据安全成为了云安全领域的一大难题。

分布式防火墙技术就是针对这一问题提出的解决方案。

它可以跨越多个云服务提供商，构建起一个统一的网络安全防护层，从而保护企业数据的安全。

本文将详细介绍分布式防火墙技术的原理、实现方法以及存在的问题和解决方案。

一、分布式防火墙技术的原理分布式防火墙技术的核心思想是将传统的防火墙分散部署在云端的各个节点上，构建起一个分布式网络安全防护层。

每个防火墙节点都具备独立的安全策略和规则，可以独立地对数据包进行过滤和阻断。

当攻击者从任何一个节点发起攻击时，分布式防火墙可以及时识别并拦截攻击包，保护网络的安全。

二、分布式防火墙技术的实现方法1.虚拟化技术虚拟化技术使得不同云服务提供商的网络能够运行在同一台物理服务器上，从而达到分布式防火墙的实现目的。

在虚拟化的网络中，每个虚拟网络都可以独立地部署防火墙，实现网络隔离和安全防护。

虚拟化技术可以通过软件定义网络（SDN）技术来实现。

2.容器化技术容器化技术是另外一种可以实现分布式防火墙的技术。

在容器化的网络中，每个容器都可以独立地部署防火墙。

和虚拟化技术相比，容器化技术更加轻量级，可以提供更快的部署和响应速度。

三、分布式防火墙技术存在的问题和解决方案1. 网络规模扩大导致性能下降在大规模网络中，分布式防火墙节点数量会随着业务的不断扩大而增加，这会导致节点间的通信量增大，从而网络性能下降。

解决方案可以是增加硬件资源或者优化网络拓扑结构，减少节点间的通信量。

2. 安全策略冲突导致误报漏报分布式防火墙中，每个节点都具备独立的安全策略和规则。

当这些规则发生冲突时，可能会导致误报和漏报。

分布式防火墙系统的研究与设计的开题报告

分布式防火墙系统的研究与设计的开题报告一、选题背景随着网络安全问题的日益突出，防火墙技术作为一种重要的网络安全设备，得到了广泛的应用。

然而，传统的单一防火墙系统往往容易产生单点故障，且无法满足大规模网络环境的要求，因此分布式防火墙系统应运而生。

分布式防火墙系统通常由多台防火墙设备组成，能够充分利用集群技术，提升系统的可靠性和安全性。

本研究旨在探讨分布式防火墙系统的研究与设计，构建一套高效可靠的防火墙系统，以提高网络的安全性和可靠性。

二、研究内容1. 分析传统防火墙系统的优缺点，探究分布式防火墙系统的原理和特点；2. 研究分布式防火墙系统的架构和实现方式，包括防火墙节点的部署和管理、节点间的通信机制、负载均衡、故障切换等；3. 设计并实现一个分布式防火墙系统原型，包括设计节点间通信协议、实现负载均衡算法、设计故障切换机制等；4. 进行系统的实验测试和性能评估，比较分布式防火墙系统和传统防火墙系统的性能指标，如响应时间、网络吞吐量、故障恢复时间等。

三、预期成果本研究预期的成果为一套高效可靠的分布式防火墙系统原型，具有以下特点：1. 分布式部署，提高系统的可靠性和安全性；2. 集群技术支持，实现负载均衡、故障切换等功能；3. 高效的节点间通信机制，保证系统的实时性和准确性；4. 开放性的可扩展架构，方便后续功能的增加和升级。

四、研究计划本研究计划周期为12个月，具体的研究计划如下：第1-2个月：选题研究、文献综述和系统需求分析；第3-4个月：分析分布式防火墙系统的原理和特点，探讨系统的架构和实现方式；第5-8个月：设计并实现分布式防火墙系统原型，并进行实验测试；第9-10个月：对系统进行性能评估和优化；第11-12个月：完成论文撰写和总结。

五、研究难点本研究的主要难点在于分布式防火墙系统的架构和实现方式的设计和实现，以及节点间的通信机制和故障切换机制的研究与设计。

六、研究意义本研究可以为分布式防火墙系统的研究和实现提供一种新思路和解决方案，以提高网络的安全性和可靠性。

一种分布式防火墙安全通信机制的研究与设计方法的开题报告

一种分布式防火墙安全通信机制的研究与设计方法的开题报告1. 研究背景随着互联网的飞速发展，网络安全问题也日益突出。

为了保障网络的安全性，防火墙已逐渐成为网络安全的重要组成部分。

传统的防火墙通常是集中式的，这种方案存在一些问题，例如单点故障、性能瓶颈、维护困难等。

为了解决这些问题，分布式防火墙应运而生。

分布式防火墙可以将安全策略分布在多个节点上，从而提高了系统的可靠性和性能。

然而，在分布式防火墙中，各个节点之间的通信安全也成为了一个问题。

因此，研究分布式防火墙的安全通信机制显得尤为重要。

2. 研究目的本研究的目的是设计并实现一种分布式防火墙安全通信机制，保证各个节点之间的通信安全。

具体而言，研究包括以下几个方面：(1) 研究分布式防火墙的安全通信机制的基本原理和相关技术；(2) 设计一种分布式防火墙安全通信机制，实现节点之间的安全通信；(3) 对所设计的分布式防火墙安全通信机制进行仿真实验，并对实验结果进行分析和总结。

3. 研究内容(1) 分布式防火墙的安全通信机制的基本原理和相关技术本部分将介绍分布式防火墙的基本原理，如何设计分布式防火墙的安全通信机制等。

(2) 分布式防火墙安全通信机制的设计与实现本部分将设计一种基于RSA算法的节点之间的安全通信机制，保证节点之间的通信安全。

(3) 仿真实验和数据分析本部分将建立适当的仿真场景，对所设计的分布式防火墙安全通信机制进行仿真实验，并对实验结果进行分析和总结。

4. 研究方法本研究采用以下方法：(1) 文献调研法：通过调查和分析相关文献，了解分布式防火墙的基本原理和相关技术。

(2) 算法设计法：设计一种基于RSA算法的节点之间的安全通信机制。

(3) 仿真实验法：采用NS2软件建立仿真平台，对所设计的分布式防火墙安全通信机制进行仿真实验，并对实验结果进行分析和总结。

5. 研究意义本研究的意义在于：(1) 设计一种分布式防火墙安全通信机制，使分布式防火墙在保证安全的同时，能够更好地满足网络的可靠性和性能要求。