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【网络安全】一文看懂！防火墙原理全解析
2024-10-01
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返回列表中还有的其他功能，例如CF（内容过滤）、IDS（入侵侦测）、IPS（入侵防护）以及VPN等等的功能。
也就是说硬件防火墙是指把防火墙程序做到芯片里面，由硬件执行这些功能，能减少CPU的负担，使路由更稳定。
硬件防火墙是保障内部网络安全的一道重要屏障。它的安全和稳定，直接关系到整个内部网络的安全。
系统中存在的很多隐患和故障在暴发前都会出现这样或那样的苗头，例行检查的任务就是要发现这些安全隐患，并尽可能将问题定位，方便问题的解决。
包过滤防火墙的工作原理是：系统在网络层检查数据包，与应用层无关。这样系统就具有很好的传输性能，可扩展能力强。
但是，包过滤防火墙的安全性有一定的缺陷，因为系统对应用层信息无感知，也就是说，防火墙不理解通信的内容，所以可能被黑客所攻破。
应用网关防火墙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。
另外，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。
状态检测防火墙基本保持了简单包过滤防火墙的优点，性能比较好，同时对应用是透明的，在此基础上，对于安全性有了大幅提升。
这种防火墙摒弃了简单包过滤防火墙仅仅考察进出网络的数据包，不关心数据包状态的缺点，在防火墙的核心部分建立状态连接表，维护了连接，将进出网络的数据当成一个个的事件来处理。
可以这样说，状态检测包过滤防火墙规范了网络层和传输层行为，而应用代理型防火墙则是规范了特定的应用协议上的行为。（图 3）
复合型防火墙是指综合了状态检测与透明代理的新一代的防火墙，进一步基于ASIC 架构，把防病毒、内容过滤整合到防火墙里，其中还包括VPN、IDS功能，多单元融为一体，是一种新突破。
常规的防火墙并不能防止隐蔽在网络流量里的攻击，在网络界面对应用层扫描，把防病毒、内容过滤与防火墙结合起来，这体现了网络与信息安全的新思路。
它在网络边界实施OSI 第七层的内容扫描，实现了实时在网络边缘布署病毒防护、内容过滤等应用层服务措施。（图 4）
包过滤防火墙不检查数据区，包过滤防火墙不建立连接状态表，前后报文无关，应用层控制很弱。
可以检查整个数据包内容，根据需要建立连接状态表，网络层保护强，应用层控制细，会话控制较弱。
为了配置管理方便，内部网中需要向外提供服务的服务器往往放在一个单独的网段，这个网段便是非军事化区。
防火墙一般配备三块网卡，在配置时一般分别分别连接内部网，Internet和DMZ。
吞吐量是指在不丢包的情况下单位时间内通过防火墙的数据包数量。这是测量防火墙性能的重要指标。
但是最大连接数更贴近实际网络情况，网络中大多数连接是指所建立的一个虚拟通道。
防火墙对每个连接的处理也好耗费资源，因此最大连接数成为考验防火墙这方面能力的指标。
数据包转发率：是指在所有安全规则配置正确的情况下，防火墙对数据流量的处理速度。
它已被广泛地用于Web浏览器与服务器之间的身份认证和加密数据传输SSL协议位于TCP/IP 协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。
网络地址转换（NAT）是一种将一个IP地址域映射到另一个IP 地址域技术，从而为终端主机提供透明路由。
NAT包括静态网络地址转换、动态网络地址转换、网络地址及端口转换、动态网络地址及端口转换、端口映射等。
在防火墙上实现NAT后，可以隐藏受保护网络的内部拓扑结构，在一定程度上提高网络的安全性。
如果反向NAT提供动态网络地址及端口转换功能，还可以实现负载均衡等功能。
一种被强化的可以防御进攻的计算机，被暴露于因特网之上，作为进入内部网络的一个检查点，以达到把整个网络的安全问题集中在某个主机上解决，从而省时省力，不用考虑其它主机的安全的目的。
硬件防火墙是软硬件一体的，用户购买后不需要再投入其他费用。一般硬件防火墙的报价在1万到2万之间。
软件防火墙有三方面的成本开销：软件的成本、安装软件的设备成本以及设备上操作系统的成本。
综合以上的成本，要配置一套软件防火墙按最小的网络要求，其成本在1万左右。
硬件防火墙一般使用经过内核编译后的Linux ，凭借Linux本身的高可靠性和稳定性保证了防火墙整体的稳定性。
Linux 永远都不会崩溃，其稳定性是由于它没有像其他操作系统一样内核庞大且漏洞百出。
计算机硬件的结构自从1981设计开始就没有作特别大的改动，而连续向后兼容性使那些编程风格极差的应用软件勉强移植到Windows的最新版本，这种将就的软件开发模式极大地阻碍了系统稳定性的发展。
最令人注目的Linux开放源代码的开发模式，它保证了任何系统的漏洞都能被及时发现和修正。
Linux 采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。
软件防火墙一般要安装在windows 平台上，实现简单，但同时由于windows 本身的漏洞和不稳定性带来了软件防火墙的安全性和稳定性的问题。
而作为Windows平台下的病毒我们就不必多说了，只要是使用过电脑的人都有感受。
如果遭遇广泛传播的ARP欺骗病毒，容易造成了内网不稳定、网络时断时序、经常掉线，无法开展正常的工作，使得很多的网络管理人员束手无策。
硬件防火墙的硬件设备是经专业厂商定制的，在定制之初就充分考虑了吞吐量的问题，在这一点上远远胜于软件防火墙。
况且windows系统本身就很耗费硬件资源，其吞吐量和处理大数据流的能力远不及硬件防火墙，这一点是不言而喻的。
吞吐量太小的话，防火墙就是网络的瓶颈，会带来网络速度慢、上网带宽不够等等问题。
防火墙的能力远不及状态检测防火墙，连最基本的黑客攻击手法IP伪装都无法解决，并且要对所经过的所有数据包做检查，所以速度比较慢。
状态检测是在通信发起连接时就检查规则是否允许建立连接，然后在缓存的状态检测表中添加一条记录，以后就不必去检查规则了只要查看状态监测表就OK了，速度上有了很大的提升。
因其工作的层次有了提高，其防黑功能比包过滤强了很多，状态检测防火墙跟踪的不仅是包中包含的信息。
为了跟踪包的状态，防火墙还记录有用的信息以帮助识别包，例如已有的网络连接、数据的传出请求等。
例如，如果传入的包包含视频数据流，而防火墙可能已经记录了有关信息，是关于位于特定IP 地址的应用程序最近向发出包的源地址请求视频信号的信息。
如果传入的包是要传给发出请求的相同系统，防火墙进行匹配，包就可以被允许通过。
硬件防火墙比软件防火墙在实现的机制上有很大的不同，也带来了软硬件防火墙在防黑能力上很大差异。
比如，不能控制BT、不能禁止QQ、不能很好的防止病毒侵入、不能针对具体的IP 和MAC 做上网控制等，其主要的功能在于对外。
硬件防火墙在基于状态星空体育网站 星空体育首页检测的机制上，安全厂商又可以根据市场的不同需求开发应用层过滤规则，来满足对内网的控制，能够在高层进行过滤，做到了软件防火墙不能做到的很多事。
尤其是ARP病毒，硬件防火墙针对其入侵的原理，都做了相应的策略，彻底解除了ARP病毒的危害。
现在的网络安全(防火墙 )已经不仅仅局限于对外的防止黑客攻击上，更多的企业内部网络经常存在诸如上网速度慢、时断时序、邮件收发不正常等问题。
我们分析其主要的原因，在于内网用户的使用问题，很多的用户上班时间使用BT下载、浏览一些不正规的网站，这样都会引起内网的诸多问题，比如病毒，很多病毒传播都是使用者不良行为而造成的。
所以说内网用户的控制和管理是非常必要的。（转自：“计算科学与信息化 ”微信公众号）
