防火墙技术
简述防火墙的主要技术
简述防火墙的主要技术防火墙是一种网络安全设备，用于保护计算机网络免受恶意攻击和未经授权的访问。
它利用一系列技术来检测和阻止不安全的网络流量，以确保网络的安全性和可靠性。
以下将对防火墙的主要技术进行简述。
1. 包过滤技术（Packet Filtering）：包过滤是防火墙最基本也是最常用的技术之一。
它通过检查数据包的源地址、目标地址、端口号、协议类型等信息来决定是否允许通过。
包过滤可以根据预先设定的规则来过滤流量，例如，只允许特定IP地址的数据包通过或者禁止特定端口的访问。
2. 状态检测技术（Stateful Inspection）：状态检测是包过滤技术的进一步发展。
它不仅仅根据单个数据包的信息来决定是否允许通过，还会维护一个连接的状态表来判断是否是合法的流量。
状态检测可以更好地处理复杂的网络连接，如TCP连接的建立、终止和数据传输过程。
3. 应用层网关（Application Gateway）：应用层网关是防火墙的一种高级形式，它能够深入应用层协议进行检查和过滤。
应用层网关可以分析和过滤应用层协议的数据，如HTTP、FTP、SMTP等，并根据预先定义的策略来控制应用层流量。
这种技术可以对特定应用程序进行细粒度的访问控制，提高安全性和灵活性。
4. VPN隧道技术（VPN Tunneling）：VPN隧道技术通过在公共网络上建立安全的隧道，将数据进行加密和封装，从而实现远程访问和分支机构之间的安全通信。
防火墙可以支持VPN隧道技术，允许受信任的用户通过加密通道访问内部网络资源，同时保护数据的机密性和完整性。
5. 网络地址转换（Network Address Translation，NAT）：NAT技术允许将内部网络的私有IP地址转换为公共IP地址，以实现内部网络与外部网络的通信。
防火墙可以通过NAT技术来隐藏内部网络的真实IP地址，增加网络的安全性。
此外，NAT还可以实现端口映射，将外部请求转发到内部服务器，提供互联网服务。
计算机网络安全基础_第08章_防火墙技术
2019年8月26日3时16分
计算机网络安全基础
8.1 防火墙基本概念
1．试验网络
在大多数情况下，应该在内部防火墙中设置这样的
网络，并给每个试验网络配置一台路由器并连接到参数
网络。而主要的包过滤工作在连接参数网络与内部主网
的路由器上完成。
2019年8月26日3时16分
计算机网络安全基础
8.1 防火墙基本概念
2．低保密网络 试验网络比较危险，但它对整个内部网的安全构成
的威胁还不是最大的。而许多内部网组织结构里面的资 源本身就固有一些非安全因素。比如，校园网中那些包 含学生公寓网点的部分就被认为是不安全的，单位企业 网中的那些演示网部分、客户培训网部分和开放实验室 网部分都被认为是安全性比较差的。但这些网又比纯粹 的外部网与内部网其它部分的交互要多得多。这些网络 称为低保密网。
2019年8月26日3时16分
计算机网络安全基础
8.1 防火墙基本概念
内部网需要防范的三种攻击有： 间谍：试图偷走敏感信息的黑客、入侵者和闯入者。 盗窃：盗窃对象包括数据、Web表格、磁盘空间和CPU 资源等。 破坏系统：通过路由器或主机／服务器蓄意破坏文件系 统或阻止授权用户访问内部网 （外部网）和服务器。
2019年8月26日3时16分
计算机网络安全基础
8.1 防火墙基本概念
8.1.6 内部防火墙
但有时为了某些原因，我们还需要对内部网的部分 站点再加以保护以免受其它站点的侵袭。因此，有时我 们需要在同一结构的两个部分之间，或者在同一内部网 的两个不同组织结构之间再建立防火墙（也被称为内部 防火墙）。
防火墙技术
计 算 机 网 络 安 全 技 术
包过滤的缺点 不能彻底防止地址欺骗。
3.1 防火墙技术概述
全。 防火墙是提供信息安全服务，实现网络和信息安 全的基础设施。
计 算 机 网 络 安 全 技 术
3.1.1 防火墙的定义 《辞海》上说“防火墙：用非燃烧材料砌筑的
墙。设在建筑物的两端或在建筑物内将建筑物 分割成区段，以防止火灾蔓延。” 简单的说，防火墙是位于内部网络与外部网络 之间、或两个信任程度不同的网络之间（如企 业内部网络和Internet之间）的软件或硬件设备 的组合，它对两个网络之间的通信进行控制， 通过强制实施统一的安全策略，限制外界用户 对内部网络的访问及管理内部用户访问外部网 络的权限的系统，防止对重要信息资源的非法 存取和访问，以达到保护系统安全的目的。
NFS是Net File System的简写,即网络文件系统.
计 算 机 网 络 安 全 技 术
网络文件系统是FreeBSD支持的文件系统中的一种，也被称为NFS. NFS允许 一个系统在网络上与它人共享目录和文件。通过使用NFS，用户和程序可以象访 问本地文件一样访问远端系统上的文件。 以下是NFS最显而易见的好处： 1.本地工作站使用更少的磁盘空间，因为通常的数据可以存放在一台机器上而 且可以通过网络访问到。 2.用户不必在每个网络上机器里头都有一个home目录。Home目录 可以被放在 NFS服务器上并且在网络上处处可用。 3.诸如软驱，CDROM，和 Zip® 之类的存储设备可以在网络上面被别的机器 使用。这可以减少整个网络上的可移动介质设备的数量。 NFS至少有两个主要部分：一台服务器和一台（或者更多）客户机。客户机远程 访问存放在服务器上的数据。为了正常工作，一些进程需要被配置并运行。 NFS 有很多实际应用。下面是比较常见的一些： 1.多个机器共享一台CDROM或者其他设备。这对于在多台机器中安装软件来说更 加便宜跟方便。 2.在大型网络中，配置一台中心 NFS 服务器用来放置所有用户的home目录可能 会带来便利。这些目录能被输出到网络以便用户不管在哪台工作站上登录，总能 得到相同的home目录。 3.几台机器可以有通用的/usr/ports/distfiles 目录。这样的话，当您需要在几台机 器上安装port时，您可以无需在每台设备上下载而快速访问源码。
防火墙技术
防火墙技术1、防火墙概念防火墙是一个网络安全的专用词，它是可在内部网（或局域网）和互连网之间，或者是内部网的各部分之间实施安全防护的系统。
通常它是由硬件设备——路由器、网关、堡垒主机、代理服务器和防护软件等共同组成。
在网络中它可对信息进行分析、隔离、限制，既可限制非授权用户访问敏感数据，又可允许合法用户自由地访问网络资源，从而保护网络的运行安全。
防火墙就内部网和互连网的连接，见图4.5-1。
它具有访问控制功能，按照系统要求，确定哪些内部服务允许外部访问；哪些外部服务允许内部访问。
它可以和路由器做成一体，也可以做成一台或几台专门的堡垒计算机（该用词来源于中世纪有设防的城堡），即高安全性的计算机，安放专门的软件，形成大型防火墙。
如图4.5-1所示，防火墙的一面是安全、保密、可靠的内部网（专用网），而另一面是开放不保密的互连网。
内部网和互连网之间的每个活动（如电子邮件、文件传输、远程登录等）和每条信息都要被拦截，由防火墙确定活动是否符合安全规则，是否允许进行。
根据规则，防火墙确定一个数据包或一个连接请求是否允许通过。
因此，形象地说，防火墙类似于房门锁或守门人。
它的目的是仅允许已被授权的用户进入系统，不允许外人携带珠宝走出房间。
防火墙所采取的主要技术有包过滤技术、代理技术、状态监视技术等。
（1）包过滤（Packet Filter）技术依据系统事先设定的过滤规则，检查数据流中每个数据包，根据数据包的源地址、目的地址、TCP端口、路径状态等来确定是否允许数据包通过。
包过滤器可在路由器之外单独设置，也可与路由器做成一体，在路由设备上实现包过滤，还可在工作站上用软件进行包过滤。
（2）代理（Proxy）技术代理服务是在网络中专门设置的代理服务器上的专用程序。
代理服务可按安全管理员的设置，允许或拒绝特定的数据或功能。
一般和包过滤器、应用网关等共同使用，将外部信息流阻挡在内部网的结构和运行之外，使内部网与外部网的数据交换只在代理服务器上进行，从而实现内部网与外部网的隔离。
90288-信息安全技术-第7章 防火墙技术
--5--
7.1 防火墙概述
7.1.2 防火墙的功能
防
--12--
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
--33--
7.3 防火墙技术
--34--
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。
防火墙技术
第8章 网络安全
8.2.2 防火墙分类
图8.5
屏蔽子网防火墙
第8章 网络安全
8.2.3 防火墙的选择标准和发展方向
1. 选择防火墙标准
总拥有成本 。防火墙产品的总拥有成本不应该超过受保护网 络系统可能遭受最大损失的成本 。 防火墙本身的安全。防火墙本身应该是安全的， 防火墙本身的安全。防火墙本身应该是安全的，不给外部入侵 者可乘之机。 者可乘之机。 管理与培训。管理和培训是评价一个防火墙好坏的重要方面。 管理与培训。管理和培训是评价一个防火墙好坏的重要方面。 人员培训和日常维护费用通常会在总拥有成本中占据较大的比例。 人员培训和日常维护费用通常会在总拥有成本中占据较大的比例。 可扩充性。好产品应该留给用户足够的弹性空间。 可扩充性。好产品应该留给用户足够的弹性空间。 防火墙的安全性能。即防火墙是否能够有效地阻挡外部入侵。 防火墙的安全性能。即防火墙是否能够有效地阻挡外部入侵。
第8章 网络安全
8.2.2 防火墙分类
2. 按结构分类
目前，防火墙按结构可分为简单型和复合型。简单型包括只使用屏 蔽路由器或者作为代理服务器的双目主机结构；复合结构一般包括屏 蔽主机和屏蔽子网。 双目主机结构 双目主机结构防火墙系统主要由一台双目主机构成，具有两个网络 接口，分别连接到内部网和外部网，充当转发器，如图8.5所示。这样， 主机可以充当与这些接口相连的路由器，能够把IP数据包从一个网络接 口转发到另一个网络接口。但是，实现双目主机的防火墙结构禁止这 种转发功能。
第8章 网络安全
8.2.1 防火墙主要技术
3. 应用级代理
代理现在主要用于防火墙。代理服务器通过侦听网络内部客户的 服务请求，检查并验证其合法性，若合法，它将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。代理的工 作流程如图8.4所示。
防火墙技术
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防火墙技术
目录
6.5.1防火墙概念 6.5.2防火墙类型 6.5.3防火墙应用 6.5.4主机防火墙
6.5.1 防火墙的概念
概念
在内部网接入互联网时，需 要在内部网的与互联网之间 设置一个防火墙，在保持内 部网与互联网通性的同时， 对进入内部网的数据进行控 制，只转发合法的数据包， 而将非法的数据包阻挡在内 部网之外，防止未经授权的 非法用户通过互联网入侵内 部网，窃取信息或破化系统。 这种防火墙称为网络防火墙， 简称防火墙。
NDIS中间驱动
NDIS中间层驱动程序： NDIS允许在TDI传输驱动程序与NDIS驱动程序 （小端口驱动程序）间插入的分层驱动程序，在自己的上下两端分别开 放一个Miniport（小端口）接口和一个protocol接口。
对Miniport（小端口）接口驱动程序来说，中间层驱动程序就相当于传 输驱动程序；
日志记录与审计：对主机系统的网络访问操作进行记录和 审计
数据包拦截技术
解决：运行在操作系统用户模式上的监控程序如何拦截操作系 统内核中的数据包发送和接收操作，进而实现对数据包的检查 和过滤
需要：利用操作系统提供的应用编程接口（API）来实现
三种编程接口： SPI：用户模式下数据拦截技术 TD：内核模式下数据包拦截技术 NDIS中间驱动：内核模式下数据包拦截技术
而不允许它们之间直接建立连接进行通信。由于内部网与互联 网之间没有建立直接的连接，即使防火墙失效，外部用户仍不 能进入内部网。
服务器
请求转发
代理防火型
请求
客户
内部网
应答
代理服 务器
应答转发
外部网
在这种防火墙中，每一种网络引用都需要有相应的代理程序， 如HPPT代理、FTP代理、Talent代理等
第 9 章 防火墙技术
1. 包过滤
包过滤又称"报文过滤" 它是防火墙传统的, 包过滤又称"报文过滤",它是防火墙传统的,最基本 的过滤技术. 的过滤技术.防火墙的包过滤技术就是通过对各种网 络应用,通信类型和端口的使用来规定安全规则. 络应用,通信类型和端口的使用来规定安全规则.根 据数据包中包头部分所包含的源IP地址 目的IP地址 地址, 地址, 据数据包中包头部分所包含的源 地址,目的 地址, 协议类型( 协议类型(TCP包,UDP包,ICMP包)源端口,目 包 包 包 源端口, 的端口及数据包传递方向等信息, 的端口及数据包传递方向等信息,对通信过程中数据 进行过滤,允许符合事先规定的安全规则(或称" 进行过滤,允许符合事先规定的安全规则(或称"安 全策略" 的数据包通过, 全策略")的数据包通过,而将那些不符合安全规则 的数据包丢弃. 的数据包丢弃. 防火墙的网络拓扑结构可简化为图9.1所示 所示. 防火墙的网络拓扑结构可简化为图 所示.在网络结 构中防火墙位于内,外部网络的边界,防火墙作为内, 构中防火墙位于内,外部网络的边界,防火墙作为内, 外部网络的惟一通道,所有进, 外部网络的惟一通道,所有进,出的数据都必须通过 防火墙来传输, 防火墙来传输,有效地保证了外部网络的所有通信请 求都能在防火墙中进行过滤. 求都能在防火墙中进行过滤.
今天的黑客技术可以容易地攻陷一个单纯的包过 滤式的防火墙. 滤式的防火墙.黑客们对包过滤式防火墙发出 一系列信息包,这些包中的IP地址已经被替换 一系列信息包,这些包中的 地址已经被替换 为一串顺序的IP地址 地址( ).一旦有一 为一串顺序的 地址(Fake IP).一旦有一 ). 个包通过了防火墙,黑客便可以用这个IP地址 个包通过了防火墙,黑客便可以用这个 地址 来伪装他们发出的信息.另外, 来伪装他们发出的信息.另外,黑客们还可使 用一种他们自己编制的路由器攻击程序, 用一种他们自己编制的路由器攻击程序,这种 程序使用路由器协议来发送伪造的路由信息, 程序使用路由器协议来发送伪造的路由信息, 这样所有的包都会被重新路由到一个入侵者所 指定的特别地址. 指定的特别地址.
防火墙技术
防火墙技术7.3.1 防火墙技术概述1．防火墙的概念古代人们在房屋之间修建一道墙，这道墙可以防止发生火灾的时候蔓延到别的房屋，因此被称为防火墙，与之类似，计算机网络中的防火墙是在两个网络之间（如外网与内网之间，LAN的不同子网之间）加强访问控制的一整套设施，可以是软件，硬件或者是软件与硬件的结合体。
防火墙可以对内部网络与外部网络之间的所有连接或通信按照预定的规则进行过滤，合法的允许通过，不合法的不允许通过，以保护内网的安全，如图7-4所示。
防火墙图7-4 防火墙随着网络的迅速发展和普及，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网络安全问题，事实证明，大多数的黑客入侵事件都是由于未能正确安装防火墙造成的。
2．防火墙的作用和局限性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和安全区域。
防火墙的基本功能主要表现在：（1）限制未授权的外网用户进入内部网络，保证内网资源的私有性；（2）过滤掉内部不安全的服务被外网用户访问；（3）对网络攻击进行检测和告警；（4）限制内部用户访问特定站点；（5）记录通过防火墙的信息内容和活动，为监视Internet安全提供方便。
值得注意的是，安装了防火墙之后并不能保证内网主机和信息资源的绝对安全，防火墙作为一种安全机制，也存在以下的局限性：（1）防火墙不能防范恶意的知情者。
例如，不能防范恶意的内部用户通过磁盘拷贝将信息泄漏到外部；（2）防火墙不能防范不通过它的连接。
如果内部用户绕开防火墙和外部网络建立连接，那么这种通信是不能受到防火墙保护的；（3）防火墙不能防备全部的威胁，即未知的攻击；（4）防火墙不能查杀病毒，但可以在一定程度上防范计算机受到蠕虫病毒的攻击和感染。
防火墙技术经过不断的发展，已经具有了抗IP假冒攻击、抗木马攻击、抗口令字攻击、抗网络安全性分析、抗邮件诈骗攻击的能力，并且朝着透明接入、分布式防火墙的方向发展。
但是防火墙不是万能的，它需要与防病毒系统和入侵检测系统等其他网络安全产品协同配合，进行合理分工，才能从可靠性和性能上满足用户的安全需求。
防火墙的四种基本技术
防火墙的四种基本技术
1. 访问控制技术：访问控制技术是一种以安全性为基础的技术，可以控制网络中网络访问权限，控制用户可以访问哪些网络服务，以及哪些用户可以访问当前的网络。
访问控制的原理是认证和授权，基于主机的网络访问控制安全技术是在网络边界对主机进行识别和控制，以确保访问网络服务时不被恶意攻击性服务损害，而且可以根接受特定用户的访问。
2. 数据包过滤技术：数据包过滤技术是指根据来源和目的地的地址，端口，协议，以及数据类型等标准，在防火墙上对数据包进行过滤和处理。
过滤可以针对特定的协议和端口限制数据的流量，从而防止某些特殊的攻击。
数据包过滤技术可以按照特定的规则过滤外部流量，有效地防止一些未经授权的网络服务攻击。
3. 端口转发技术：端口转发技术是把外部网络上来的请求，转发到内部网络上的一种技术。
端口转发可以把外部客户访问的内部系统的请求转发到内部的安全出口，从而保证内部的网络安全性。
当内部客户请求服务器处理时，可以使用端口转发技术，将请求转发到内部服务器，并以正确的方式返回外部客户。
4. 虚拟专用网络技术：虚拟专用网络技术是一种利用公共网络资源，构建一组连接，使不同网络中的两个或多个用户设备像连接到同一私
有网络中一样进行通信的技术。
通过虚拟网络通道，可以实现专用网络的性能和安全性，保护数据不被外部未经授权的访问，有效地保护内部网络安全性，有效地保护内部网络数据安全。
网络安全 核心技术
网络安全核心技术
网络安全的核心技术主要包括以下几个方面：
1. 防火墙技术：防火墙是网络安全的第一道防线，通过策略配置和过滤技术，保护内部网络免受外部攻击。
防火墙可以基于网络协议、IP地址、端口、应用程序等对网络流量进行监控和控制，从而达到保护网络资源和数据安全的目的。
2. 入侵检测和防御系统（IDS/IPS）：入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）可以通过监控网络流量和系统日志，及时发现和阻止潜在的入侵行为。
IDS主要用于检测入侵事件，而IPS则可以及时采取防御措施，包括断开连接、阻止IP访问、触发报警等。
3. 加密技术：加密技术是保护网络通信数据安全的主要手段，可以通过使用密码算法对数据进行加密和解密。
常见的加密技术包括对称加密和非对称加密。
对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，而非对称加密则使用公钥和私钥来实现加密和解密过程。
4. 身份认证和访问控制：身份认证技术用于确认用户的身份，确保用户只能访问其具有权限的资源。
一般的身份认证方法包括密码认证、指纹识别、智能卡等。
访问控制技术则通过定义访问策略和权限规则，限制用户对资源的访问权限，从而保护数据和系统的安全。
5. 恶意代码检测和防御：恶意代码（如病毒、蠕虫、木马等）
是网络安全的主要威胁之一。
恶意代码检测技术可以及时发现和清除恶意代码，防止其对系统和数据的破坏。
常见的恶意代码防御措施包括实时监测、病毒扫描、沙箱分析等。
总之，网络安全的核心技术是多种技术手段的综合应用，通过对网络通信和数据传输过程中的风险进行识别、预防和应对，确保网络系统的安全性和稳定性。
第4讲 防火墙技术
4.1 防火墙的概述
对于所有的网络管理人员，首要考虑的是如何保护信息的 保密性，防止非法访问以及预防来自内、外网络的攻击。网络 的漏洞必须不断地被监视、发现和解决，否则，很有可能被入 侵者或黑客利用，造成严重的安全隐患。而防火墙技术正是保 护计算机网络安全的较为成熟的技术措施。 防火墙是一种网络访问控制设备，位于两个（或多个）网 络之间，通过执行访问控制策略来达到网络安全的目的。它隔 离了内部和外部网络，是内、外部网络通信的唯一途径，能够 根据制定的访问规则对流经它的信息流进行监控和审查，以保 护内部网络不受外界的非法访问和攻击。
4.4.1 包过滤
什么是“包过滤”呢？简单地说，就是一个根据数据包头 部信息来选择允许或拒绝数据包在网络中传送的过程。包过滤 技术应用在网络层，监视并过滤网络上流入流出的数据包，拒 绝发送那些可疑的包。它一般部署在路由器上，路由器中含有 包过滤器（也称为包过滤软件）。过滤器选择数据包的依据是
系统内设置的过滤规则——访问控制表ACL。表中的规则都是基 于数据包的包头信息制定的。通过检查数据流中每一个数据包 的源地址、目的地址、端口号、协议状态等，判断是否允许数 据包通过。 采用包过滤技术的防火墙，其过滤速度快、效率高。一个 包过滤防火墙能协助保护整个网络，这是一种通用、廉价而有 效的安全手段。然而，它有个很大的弱点，即规则的复杂性。 通常，确定了基本策略（如“拒绝”），然后，设置一系列相 反的（接收）规则。但很多情况下，需要对已经设立的规则设 定一些特例，这样的特例越多，规则就越不容易管理。而且， 过于复杂的规则也不易测试。另外，过滤判别的依据只是来自 网络层和传输层的有限信息，不能满足各种安全要求。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，性能会受到很大的影响。由于缺少上下文关联信息，所以
网络安全 第6章防火墙技术
有两种方法来解决包过滤防火墙的这个问题：
★当流量回到源端时开放大于1023的端口 由于A在选择源端口时的任意性，因此过滤规则需 要设置为允许所有大于1023的端口以使得A可以收到B 返回的流量。(开放的端口太多） ★检测TCP控制位以确定是不是返回的流量
使用检测传输层的控制代码存在两个问题： 1不是所有的传输层协议都支持控制代码 2控制代码能被手工操控从而允许黑客使数据包绕过 包过滤防火墙
从传输层的角度看，状态防火墙检查第3层数据包 头和第4层报文头中的信息。比如，查看TCP头中 的SYN、RST、ACK、FIN和其他控制代码来确定
连接的状态。
一个实例说明包过滤防火墙存在的问题
包过滤防火墙在从Internet向内的接口上设置了一个 规则，规定任何发送到内网的某台PC的外部流量被拒绝。 如果此PC想访问外部网的Web服务器，HTTP使用 TCP协议，内网PC发送一个SYN来建立一个连接。使用 TCP，选择一个大于1023的整数作为源端口号。目的端 口号是80。外部Web服务器使用SYN/TCP响应TCP SYN 消息。根据防火墙的包过滤规则，决定丢弃该包。
11
(1) 包过滤防火墙
包头信息中包括源IP地址、目地IP地址、 内装协议（TCP、UDP、ICMP）、 TCP/UDP目标端口、ICMP消息类型、 TCP包头中的ACK位。
包过滤防火墙对所接收的每 个数据包做允许拒绝的决定。 防火墙审查每个数据包以便 确定其是否与某一条包过滤 规则匹配。
12
配制防火墙把所有发给UNIX计算机的数据包都拒
就会被入侵，为了保证内部网的安全，双重宿主主机 应具有强大的身份认证系统，才可以阻挡来自外部不 可信网络的非法登录。
(2) 屏蔽主机防火墙
防火墙技术介绍
防火墙技术介绍
防火墙技术主要包括包过滤技术、应用代理技术和状态检测技术。
1. 包过滤技术：这是一种基于网络层的安全控制技术，它工作在网络层，通过在网络间相互连接的设备上加载允许、禁止来自某些特定的源地址、目的地址、TCP端口号等规则，对通过设备的数据包进行检查，限制数据包进出内部网络。
包过滤技术的最大优点是对用户透明，传输性能高。
2. 应用代理技术：也称为应用网关技术，它工作在OSI的第七层，即应用层。
通过检查所有应用层的信息包，并将检查的内容信息放入决策过程，从而提高网络的安全性。
每个代理需要一个不同的应用进程或一个后台运行的服务程序，对每个新的应用必须添加针对此应用的服务程序，否则不能使用该服务，这也导致应用代理技术具有可伸缩性差的缺点。
3. 状态检测技术：这是一种基于连接的状态检测机制，它将属于同一连接的所有包作为一个整体的数据流看待，构成连接状态表，通过规则表与状态表的共同配合，对表中的各个连接状态因素加以识别。
这种动态包过滤防火墙技术不仅对于纯粹的数据包过滤来说安全性更高，而且它也可以更有效、更快速地处理网络数据。
除了上述三种主要技术外，防火墙还常常结合其他技术来提
高安全性，例如网络地址转换（NAT）技术、VPN技术和加密技术等。
NAT技术可以将内部网络的私有IP地址转换为外部的公共IP 地址，从而隐藏内部网络结构，提高网络的安全性。
VPN技术则可以在公共网络上建立加密通道，保证数据传输的安全性和完整性。
总的来说，防火墙技术是一种非常重要的网络安全技术，它可以有效地保护内部网络的安全，防止来自外部的恶意攻击和入侵。
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教师讲授+学生跟做
防火墙的定义
• 防火墙是设置在被保护网络和外部网络之间的一道屏障， 实现网络的安全保护，以防止发生不可预测的、潜在破坏 性的侵入。 • 它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口 。
防火墙的功能
• • • • • • 访问控制 对网络存取和访问进行监控审计 防止内部信息的外泄 支持VPN功能 支持网络地址转换 ……
IP
TCP
开始攻击
连接表 2.
IP TCP
ACK
开始攻击
允许
IP
TCP
开始攻击
……
n.
IP
TCP
SYN
开始攻击
【问题】 动态包过滤防火墙如何解决了特殊构造了标志位的 数据包？但是还是无法阻挡反弹端口的木马。
动态包过滤防火墙的工作流程
典型的网络安全解决方案
双机热备
任务实施过程
任务1-3 防火墙的安放位置 • 1．防御主机 • 2．屏蔽子网 • 3．双重防火墙 教师讲授
任务实施过程
任务二：应用入侵检测技术
任务2-1认识入侵检测系统 1．入侵检测的概念 2．入侵检测系统安放的位置 3．系统组成 4．入侵检测系统的工作流程
教师讲授+学生演示+学生实践
任务实施过程
任务2-2基于SessionWall的入侵检测 1．SessionWall-3简介 教师讲授
2．SessionWall-3软件安装、使用、设置
学生实践+学生总结+教师讲评
拓展任务
任务编 号 006-5 任务名称 使用Snort软件 计划工时 90min
任务描述 由于网络所面临的各种攻击不断变化，因此对攻击的检测方式也必须提高，这需 要灵活性更强、功能更强大的软件来实现入侵检测功能，并通过软件的设置来检 测、记录新的入侵行为并报警，Snort软件可以实现以上功能。在网络环境下，利 用Snort软件在主机上配置入侵检测。
项目分解
任务一：配置和应用防火墙
任务1-1防火墙的基本配置 任务1-2防火墙的应用 任务1-3防火墙的安放位置
任务二：应用入侵检测技术
任务2-1认识入侵检测系统 任务2-2基于SessionWall的入侵检测
任务实施过程
任务一：配置和应用防火墙
任务1-1防火墙的基本配置
教师讲授 1．防火墙设备初始化配置 2．路由器充当防火墙的基本配置
软件分发、升级比较方便
操作系统平台 安全性 高 较高 基于精简专用OS 基于庞大通用OS
硬件防火墙 软件防火墙
按防火墙的体系结构分类
• 多宿主主机 • 被屏蔽主机 • 被屏蔽子网
概念
• 堡垒主机(Bastion host):堡垒主机是一种配置 了安全防范措施的网络上的计算机，堡垒主机为 网络之间的通信提供了一个阻塞点，也就是说如 果没有堡垒主机，网络之间将不能相互访问。 • DMZ(Demilitarized Zone，非军事区或者停火区)： 为了解决安装防火墙后外部网络不能访问内部网 络服务器的问题，而设立的一个非安全系统与安 全系统之间的缓冲区，这个缓冲区位于企业内部 网络和外部网络之间的小网络区域内，在这个小 网络区域内可以放置一些必须公开的服务器设施。
单台主机
分散管理 功能单一 普通计算机用户 单点安全措施
一个网段
集中管理 功能复杂、多样 专业网管人员 全局安全措施
结论
单机防火墙是网络防火墙的有益补充，但不能代 替网络防火墙为内部网络提供强大的保护功能
1. 2. 3. 4.
保护单台主机 安全策略分散 安全功能简单 普通用户维护
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被屏蔽子网 (Screened subnet Firewall)
• 内网可以访问 外网 • 内网可以访问 DMZ • 外网不能访问 内网 • 外网可以访问 DMZ中的服务 器 • DMZ不能访问 内网和外网
防火墙实现技术原理
1. 2. 3. 4. 简单包过滤防火墙 动态包过滤(状态检测) 防火墙 应用代理防火墙 包过滤与应用代理复合型防火墙
判断数据包的标志位
方向 进站 进站 进站 动作 允许 允许 拒绝 源地址 any any any 源端口 >1023 目的地 址 202.3.5.6 any any 目的端口 80 协议 TCP TCP established 标志位
【问题】 1.此时防火墙是否能够阻挡对服务器的SYN扫描？ 2.对于特殊构造了标志位的数据包？ 3.是否可以阻挡反弹端口的木马？
任务分析 （1）利用Snort软件及附加软件配置IDS （2）利用Snort规则文件定义对不同协议的数据包进行检测、记录、报警
学生自主完成
应用实例
要求： 1.内网的用户可以访问所有的WEB服务器。 2.外网的用户只可以访问内部的WEB服务器（202.3.5.6）。
E0访问规则
E0端口
方向
进站
动作
允许
源地址
192.168.6.0/24
源端口
>1023
目的地址
any
目的端口
80
协议
TCP
进站
拒绝
any
any
【问题】 1.第一条中源地址是否可以改为any?为什么？ 2.第一条中源端口是否可以改为any?为什么？ 3.S0口需要什么样的规则？
IP
TCP
数据 1. 2. 3. 4. 不检查数据区 建立连接状态表 前后报文相关 应用层控制很弱
101001001001010010000011100111101111011
001001001010010000011100111101111011
应用实例
规则 1.
IP TCP
SYN 开始攻击
允许
2. 动态包过滤 (状态检测) 防火墙
工作原理1：
动态包过滤 (状态检测) 防火墙的工作原理2
应用层 数据 数据 应用层
TCP 层
TCP
数据
TCP
数据
TCP 层
建立连接状态表
IP 层Βιβλιοθήκη IPTCP数据IP
TCP
数据
IP 层
只检查报头
网络接口层 ETH IP TCP 数据
ETH
IP
TCP
数据
网络接口层
双宿主主机 （Dual-Homed Host Firewall）
• 双宿主主机(Dual-homed Host):有两个网络接口的 计算机系统，一个接口接内部网，一个接口接外部 网。
被屏蔽主机 (Screened Host Firewall)
• 外部网络必须通过堡垒主机才能访问内部网络中的资源。 • 内部网络中的计算机则可以通过堡垒主机或者屏蔽路由器访 问外部网络中的某些资源
防火墙的基本特征
• 内部网络和外部网络之间的所有网络数据 流都必须经过防火墙 • 只有符合安全策略的数据流才能通过防火 墙 • 防火墙自身应具有非常强的抗攻击免疫力
防火墙的局限性
• 防火墙不能防范不经过防火墙的攻击。如拨号访问、 内部攻击等。 • 防火墙不能解决来自内部网络的攻击和安全问题。 • 防火墙不能防止策略配置不当或错误配置引起的安 全威胁。 • 防火墙不能防止利用标准网络协议中的缺陷进行的 攻击。 • 防火墙不能防止利用服务器系统漏洞所进行的攻击。
2.
3. 4. 5.
性能 高 较高 稳定性 较高 高 网络适应性 强 较强
安全性完全取决于专用的OS
网络适应性强（支持多种接入模式） 稳定性较高 升级、更新不太灵活
分发 不易 非常容易 升级 较容易 容易 成本 Price=firewall+Server Price=Firewall
4.
5.
稳定性高
101001001001010010000011100111101111011
001001001010010000011100111101111011
包过滤防火墙的工作流程
包过滤防火墙的特点
• 优点：
– 保护整个网络；对用户透明；可用路由器， 不需要其他设备。
• 缺点：
– 1.包过滤的一个重要的局限是它不能分辨好的 和坏的用户，只能区分好的包和坏的包。 – 2.包过滤规则难配置。 – 3.新的协议的威胁。 – 4.IP欺骗
防火墙的分类
按 形 态 分 类
软件防火墙
硬件防火墙
保护整个网络
按 保 护 对 象 分 类
保护单台主机
网络防火墙
单机防火墙
单机防火墙&网络防火墙
单机防火墙
产品形态 软件
网络防火墙
硬件或者软件
安装点
安全策略
单台独立的 Host
分散在各个安全点
网络边界处
对整个网络有效
保护范围
管理方式 功能 管理人员 安全措施
1．简单包过滤防火墙
（Packet filtering）
• 数据包过滤技术的发展：静态包过滤、动态 包过滤。 • 包过滤防火墙在网络层实现数据的转发，包 过滤模块一般检查网络层、传输层内容，包 括下面几项：
– ① 源、目的IP地址； – ② 源、目的端口号； – ③ 协议类型； – ④ TCP报头的标志位。
S0访问规则
方向 进站 动作 允许 源地址 any 源端口 >1023 目的地址 202.3.5.6 目的端口 80 协议 TCP
进站
进站
允许
拒绝
any
any
80
192.168.6.0/24
any
>1023
TCP
【问题】 1. 攻击者在内网安装了一个服务端的端口大于1023， 客户端的端口是80的木马，是否可以通过这个防火 墙？ 2.防火墙是否能够阻挡对服务器的SYN扫描？