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(一) 防火墙介绍
防火墙是一种功能，它使得内部网络和外部网络或Internet互相隔离，以此来保护内部网络或主机。简单的防火墙可以由Router,3 Layer Switch的ACL(access control list)来充当，也可以用一台主机，甚至是一个子网来实现。复杂的可以购买专门的硬件防火墙或软件防火墙来实现。
防火墙的功能有：
1、过滤掉不安全服务和非法用户
2、控制对特殊站点的访问
3、提供监视Internet安全和预警的方便端点
防火墙并不是万能的，也有很多防火墙无能为力的地方：
1、防火墙防不住绕过防火墙的攻击。比如，防火墙不限制从内部网络到外部网络的连接，那么，一些内部用户可能形成一个直接通往Internet的连接，从而绕过防火墙，造成一个潜在的backdoor.恶意的外部用户直接连接到内部用户的机器上，以这个内部用户的机器为跳板，发起绕过防火墙的不受限制的攻击。
2、防火墙不是防毒墙，不能拦截带病毒的数据在网络之间传播。
3、防火墙对数据驱动式攻击也无能为力。
因此，我们不能过分依赖防火墙。网络的安全是一个整体，并不是有某一样特别出色的配置。网络安全遵循的是“木桶原则”。
一般防火墙具备以下特点：
1、广泛的服务支持：通过将动态的、应用层的过滤能力和认证相结合，可实现WWW浏览器、HTTP服务器、 FTP等;
2、对私有数据的加密支持：保证通过Internet进行虚拟私人网络和商务活动不受损坏;
3、客户端认证只允许指定的用户访问内部网络或选择服务：企业本地网与分支机构、商业伙伴和移动用户间安全通信的附加部分;
4、反欺骗：欺骗是从外部获取网络访问权的常用手段，它使数据包好似来自网络内部。防火墙能监视这样的数据包并能扔掉它们;
5、C/S模式和跨平台支持：能使运行在一平台的管理模块控制运行在另一平台的监视模块。
让我们来看看传统的防火墙工作原理及优缺点：
1.(传统的)包过滤防火墙的工作原理
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。而且这种防护措施对用户透明，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。 基于这种工作机制，包过滤防火墙有以下缺陷：
通信信息：包过滤防火墙只能访问部分数据包的头信息;
通信和应用状态信息：包过滤防火墙是无状态的，所以它不可能保存来自于通信和应用的状态信息;
信息处理：包过滤防火墙处理信息的能力是有限的。
比如针对微软IIS漏洞的Unicode攻击，因为这种攻击是走的防火墙所允许的80端口，而包过滤的防火墙无法对数据包内容进行核查，因此此时防火墙等同于虚设，未打相应patch的提供web服务的系统，即使在防火墙的屏障之后，也会被攻击者轻松拿下超级用户的权限。
包过滤防火墙的缺点和不足，可以在应用层解决。下面我们来看看应用层网关
2.应用网关
1、应用代理服务器(Application Gateway Proxy)
在网络应用层提供授权检查及代理服务。当外部某台主机试图访问受保护网络时，必须先在防火墙上经过身份认证。通过身份认证后，防火墙运行一个专门为该网络设计的程序，把外部主机与内部主机连接。在这个过程中，防火墙可以限制用户访问的主机、访问时间及访问的方式。同样，受保护网络内部用户访问外部网时也需先登录到防火墙上，通过验证后，才可访问。
应用网关代理的优点是既可以隐藏内部IP地址，也可以给单个用户授权，即使攻击者盗用了一个合法的IP地址，也通不过严格的身份认证。因此应用网关比报文过滤具有更高的安全性。但是这种认证使得应用网关不透明，用户每次连接都要受到认证，这给用户带来许多不便。这种代理技术需要为每个应用写专门的程序。
2、回路级代理服务器
即通常意义的代理服务器，它适用于多个协议，但不能解释应用协议，需要通过其他方式来获得信息，所以，回路级代理服务器通常要求修改过的用户程序。
套接字服务器(Sockets Server)就是回路级代理服务器。套接字(Sockets)是一种网络应用层的国际标准。当受保护网络客户机需要与外部网交互信息时，在防火墙上的套服务器检查客户的User ID、IP源地址和IP目的地址，经过确认后，套服务器才与外部的服务器建立连接。对用户来说，受保护网与外部网的信息交换是透明的，感觉不到防火墙的存在，那是因为网络用户不需要登录到防火墙上。但是客户端的应用软件必须支持 “Socketsified API”，受保护网络用户访问公共网所使用的IP地址也都是防火墙的IP地址。
3、代管服务器
代管服务器技术是把不安全的服务如FTP、Telnet等放到防火墙上，使它同时充当服务器，对外部的请求作出回答。与应用层代理实现相比，代管服务器技术不必为每种服务专门写程序。而且，受保护网内部用户想对外部网访问时，也需先登录到防火墙上，再向外提出请求，这样从外部网向内就只能看到防火墙，从而隐藏了内部地址，提高了安全性。
