简述防火墙含义及功能

(一)防火墙概念
防火墙不只是一种路由器、主系统或一批向网络提供安全性的系统。相反，防火墙是一种获取安全性的方法；它有助于实施一个比较广泛的安全性政策，用以确定允许提供的服务和访问。就网络配置、一个或多个主系统和路由器以及其他安全性措施(如代替静态口令的先进验证)来说，防火墙是该政策的具体实施。防火墙系统的主要用途就是控制对受保护的网络(即网点)的往返访问。它实施网络访问政策的方法就是逼使各连接点通过能得到检查和评估的防火墙。
路由器和应用网关防火墙范例

防火墙系统可以是路由器，也可以是个人主机、主系统和一批主系统，专门把网络或子网同那些可能被子网外的主系统滥用的协议和服务隔绝。防火墙系统通常位于等级较高的网关如网点与Internet的连接处，但是防火墙系统可以位于等级较低的网关,以便为某些数量较少的主系统或子网提供保护。防火墙基本上是一个独立的进程或一组紧密结合的进程，运行于Router or Server来控制经过防火墙的网络应用程序的通信流量。一般来说，防火墙置于公共网络(如Internet)人口处。它可以看作是交通警察。它的作用是确保一个单位内的网络与Internet之间所有的通信均符合该单位的安全方针。这些系统基本上是基于TCP/IP,并与实现方法有关，它能实施安全路障并为管理人员提供对下列问题的答案：
　
谁在使用网络
他们在网上做什么
他们什么时间使用过网络
他们上网时去了何处
谁要上网但没有成功
　
（二）防火墙的功能
引入防火墙是因为传统的子网系统会把自身暴露给NFS或NIS等先天不安全的服务，并受到网络上其他地方的主系统的试探和攻击。在没有Firewall的环境中，网络安全性完全依赖主系统安全性。在一定意义上，所有主系统必须通力协作来实现均匀一致的高级安全性。子网越大，把所有主系统保持在相同安全性水平上的可管理能力就越小。随着安全性的失误和失策越来越普遍，闯入时有发生，这不是因为受到多方的攻击，而仅仅是因为配置错误、口令不适当而造成的。防火墙能提高主机整体的安全性，因而给站点带来了众多的好处。以下是使用防火墙的好处：
1防止易受攻击的服务
防火墙可以大大提高网络安全性，并通过过滤天生不安全的服务来降低子网上主系统所冒的风险。因此，子网网络环境可经受较少的风险，因为只有经过选择的协议才能通过Firewall。For example, Firewall 可以禁止某些易受攻击的服务(如NFS)进入或离开受保护的子网。这样得到的好处是可防护这些服务不会被外部攻击者利用。而同时允许在大大降低被外部攻击者利用的风险情况下使用这些服务。对局域网特别有用的服务如NIS或NFS因而可得到公用，并用来减轻主系统管理负担。
防火墙还可以防护基于路由选择的攻击，如源路由选择和企图通过ICMP改向把发送路径转向遭致损害的网点。防火墙可以排斥所有源点发送的包和ICMP改向，然后把偶发事件通知管理人员。
2控制访问网点系统　
防火墙还有能力控制对网点系统的访问。例如，某些主系统可以由外部网络访问，而其他主系统则能有效地封闭起来，防护有害的访问。除了邮件服务器或信息服务器等特殊情况外，网点可以防止外部对其主系统的访问。
这就把防火墙特别擅长执行的访问政策置于重要地位：不访问不需要访问的主系统或服务。当不用访问或不需要访问时，为什么要提供能由攻击者利用的主系统和服务访问呢？例如，如果用户几乎不需要通过网络访问他的台式工作站，那么，防火墙就可执行这一政策。
3集中安全性
如果一个子网的所有或大部分需要改动的软件以及附加的安全软件能集中地放在防火墙系统中，而不是分散到每个主机中，这样防火墙的保护就相对集中一些，也相对便宜一点。尤其对于密码口令系统或其他的身份认证软件等等，放在防火墙系统中更是优于放在每个Internet能访问的机器上 当然，还有一些关于网络安全的出来方法，比如Kerberos,包含了每个主机系统的改动。也许，在某些特定场合，Kerberos或其他类似的技术比防火墙系统更好一些。但有一点不容忽视，由于只需在防火墙上运行特定的软件，防火墙系统实现起来要简单的多。
4增强的保密、强化私有权
对一些站点而言，私有性是很重要的，因为，某些看似不甚重要的信息往往回成为攻击者灵感的源泉。使用防火墙系统，站点可以防止finger 以及DNS域名服务。finger会列出当前使用者名单，他们上次登录的时间，以及是否读过邮件等等。但finger同时会不经意地告诉攻击者该系统的使用频率，是否有用户正在使用，以及是否可能发动攻击而不被发现。
防火墙也能封锁域名服务信息，从而是Internet外部主机无法获取站点名和Ip地址。通过封锁这些信息，可以防止攻击者从中获得另一些有用信息。
5有关网络使用、滥用的记录和统计
如果对Internet的往返访问都通过防火墙，那么，防火墙可以记录各次访问，并提供有关网络使用率的有价值的统计数字。如果一个防火墙能在可疑活动发生时发出音响报警，则还提供防火墙和网络是否受到试探或攻击的细节。
　
采集网络使用率统计数字和试探的证据是很重要的，这有很多原因。最为重要的是可知道防火墙能否抵御试探和攻击，并确定防火墙上的控制措施是否得当。网络使用率统计数字也很重要的，因为它可作为网络需求研究和风险分析活动的输入。
6政策执行
最后，或许最重要的是,防火墙可提供实施和执行网络访问政策的工具。事实上，防火墙可向用户和服务提供访问控制。因此，网络访问政策可以由防火墙执行，如果没有防火墙，这样一种政策完全取决于用户的协作。网点也许能依赖其自己的用户进行协作，但是，它一般不可能，也不依赖Internet 用户。

网络的安全不仅表现在网络的病毒防治方面，而且还表现在系统抵抗外来非法黑客入侵的能力方面。对于网络病毒，我们可以通过KV300或瑞星杀毒软件来对付，那么对于防范黑客的入侵我们能采取什么样的措施呢？在这样的情况下，网络防火墙技术便应运而生了。那么究竟什么叫防火墙呢？它有什么作用呢？请大家耐心往下看。
一、防火墙的基本概念
古时候，人们常在寓所之间砌起一道砖墙，一旦火灾发生，它能够防止火势蔓延到别的寓所。现在，如果一个网络接到了Internet上面，它的用户就可以访问外部世界并与之通信。但同时，外部世界也同样可以访问该网络并与之交互。为安全起见，可以在该网络和Internet之间插入一个中介系统，竖起一道安全屏障。这道屏障的作用是阻断来自外部通过网络对本网络的威胁和入侵， 提供扼守本网络的安全和审计的唯一关卡，它的作用与古时候的防火砖墙有类似之处，因此我们把这个屏障就叫做“防火墙”。
在电脑中，防火墙是一种装置，它是由软件或硬件设备组合而成，通常处于企业的内部局域网与Internet之间，限制Internet用户对内部网络的访问以及管理内部用户访问外界的权限。换言之，防火墙是一个位于被认为是安全和可信的内部网络与一个被认为是不那么安全和可信的外部网络(通常是Internet)之间的一个封锁工具。防火墙是一种被动的技术，因为它假设了网络边界的存在，它对内部的非法访问难以有效地控制。因此防火墙只适合于相对独立的网络，例如企业内部的局域网络等。
二、防火墙的基本准则
1过滤不安全服务
基于这个准则，防火墙应封锁所有信息流，然后对希望提供的安全服务逐项开放，对不安全的服务或可能有安全隐患的服务一律扼杀在萌芽之中。这是一种非常有效实用的方法，可以造成一种十分安全的环境，因为只有经过仔细挑选的服务才能允许用户使用。
2过滤非法用户和访问特殊站点
基于这个准则，防火墙应先允许所有的用户和站点对内部网络的访问，然后网络管理员按照IP地址对未授权的用户或不信任的站点进行逐项屏蔽。这种方法构成了一种更为灵活的应用环境，网络管理员可以针对不同的服务面向不同的用户开放，也就是能自由地设置各个用户的不同访问权限。
三、防火墙的基本措施
防火墙安全功能的实现主要采用两种措施。
1代理服务器(适用于拨号上网)
这种方式是内部网络与Internet不直接通讯，内部网络计算机用户与代理服务器采用一种通讯方式，即提供内部网络协议（NetBIOS、TCP/IP），代理服务器与Internet之间的通信采取的是标准TCP/IP网络通信协议，防火墙内外的计算机的通信是通过代理服务器来中转实现的，结构如下所示:
内部网络→代理服务器→Internet
这样便成功地实现了防火墙内外计算机系统的隔离，由于代理服务器两端采用的是不同的协议标准，所以能够有效地阻止外界直接非法入侵。
代理服务器通常由性能好、处理速度快、容量大的计算机来充当，在功能上是作为内部网络与Internet的连接者，它对于内部网络来说像一台真正的服务器一样，而对于互联网上的服务器来说，它又是一台客户机。当代理服务器接受到用户的请求以后，会检查用户请求的站点是否符合设定要求，如果允许用户访问该站点的话，代理服务器就会和那个站点连接，以取回所需信息再转发给用户。
另外，代理服务器还能提供更为安全的选项，例如它可以实施较强的数据流的监控、过滤、记录和报告功能，还可以提供极好的访问控制、登录能力以及地址转换能力。但是这种防火墙措施，在内部网络终端机很多的情况下，效率必然会受到影响，代理服务器负担很重，并且许多访问Internet的客户软件在内部网络计算机中无法正常访问Internet。
2路由器和过滤器
这种结构由路由器和过滤器共同完成对外界计算机访问内部网络的限制，也可以指定或限制内部网络访问Internet。路由器只对过滤器上的特定端口上的数据通讯加以路由，过滤器的主要功能就是在网络层中对数据包实施有选择的通过，依照IP（Internet Protocol）包信息为基础，根据IP源地址、IP目标地址、封装协议端口号，确定它是否允许该数据包通过。这种防火墙措施最大的优点就是它对于用户来说是透明的，也就是说不须用户输入账号和密码来登录，因此速度比代理服务器快，且不容易出现瓶颈现象。然而其缺点也是很明显的，就是没有用户的使用记录，这样我们就不能从访问记录中发现非法入侵的攻击记录。

防火墙的作用是：
防火墙是指设置在不同网络（如可信任的企业内部网和不可信的公共网）或网络安全域之间的一系列部件的组合。它可通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况，以此来实现网络的安全保护。
在逻辑上，防火墙是一个分离器，一个限制器，也是一个分析器，有效地监控了内部网和Internet之间的任何活动，保证了内部网络的安全。

防火墙总体上分为包过滤、应用级网关和代理服务器等三种类型：
数据包过滤、应用级网关、代理服务。
第一
、数据包过滤：数据包过滤(Packet Filtering)技术是在网络层对数据包进行选择，选择的依据是系统内设置的过滤逻辑，被称为访问控制表(Access
Control Table)。通过检查数据流中每个数据包的源地址、目的地址、所用的端口号、协议状态等因素，或它们的组合来确定是否允许该数据包通过。
数据包过滤防火墙逻辑简单，价格便宜，易于安装和使用，网络性能和透明性好，它通常安装在路由器上。路由器是内部网络与Internet连接必不可少的设备，因此在原有网络上增加这样的防火墙几乎不需要任何额外的费用。
数据包过滤防火墙的缺点有二：一是非法访问一旦突破防火墙，即可对主机上的软件和配置漏洞进行攻击；二是数据包的源地址、目的地址以及IP的端口号都在数据包的头部，很有可能假冒。

第二
、应用级网关 ：应用级网关(Application Level Gateways)是在网络应用层上建立协议过滤和转发功能。它针对特定的网络应用服务协议使用指定的数据过滤逻辑，并在过滤的同时，对数据包进行必要的分析、登记和统计，形成报告。实际中的应用网关通常安装在专用工作站系统上。
数据包过滤和应用网关防火墙有一个共同的特点，就是它们仅仅依特定的逻辑判定是否允许数据包通过。一旦满足逻辑，则防火墙内外的计算机系统建立直接联系，防火墙外部的用户便有可能直接了解防火墙内部的网络结构和运行状态，这有利于实施非法访问和攻击。
第三、
代理服务 ：代理服务(Proxy Service)也称链路级网关或TCP通道(Circuit Level Gateways or TCP
Tunnels)，也有人将它归于应用级网关一类。它是针对数据包过滤和应用网关技术存在的缺点而引入的防火墙技术，其特点是将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段。防火墙内外计算机系统间应用层的"
链接"，由两个终止代理服务器上的"
链接"来实现，外部计算机的网络链路只能到达代理服务器，从而起到了隔离防火墙内外计算机系统的作用。此外，代理服务也对过往的数据包进行分析、注册登记，形成报告，同时当发现被攻击迹象时会向网络管理员发出警报，并保留攻击痕迹。

防火墙处于5层网络安全体系中的最底层，属于网络层安全技术范畴。在这一层上，企业对安全系统提出的问题是：所有的IP是否都能访问到企业的内部网络系统？如果答案是 “是”，则说明企业内部网还没有在网络层采取相应的防范措施。
----作为内部网络与外部公共网络之间的第一道屏障，防火墙是最先受到人们重视的网络安全产品之一。虽然从理论上看，防火墙处于网络安全的最底层，负责网络间的安全认证与传输，但随着网络安全技术的整体发展和网络应用的不断变化，现代防火墙技术已经逐步走向网络层之外的其他安全层次，不仅要完成传统防火墙的过滤任务，同时还能为各种网络应用提供相应的安全服务。另外还有多种防火墙产品正朝着数据安全与用户认证、防止病毒与黑客侵入等方向发展。
----根据防火墙所采用的技术不同，我们可以将它分为三种基本类型：包过滤型、代理型和监测型。
----1．包过滤型
----包过滤型产品是防火墙的初级产品，其技术依据是网络中的分包传输技术。网络上的数据都是以“包”为单位进行传输的，数据被分割成为一定大小的数据包，每一个数据包中都会包含一些特定信息，如数据的源地址、目标地址、 TCP/UDP源端口和目标端口等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些“包” 是否来自可信任的安全站点，一旦发现来自危险站点的数据包，防火墙便会将这些数据拒之门外。系统管理员也可以根据实际情况灵活制订判断规则。
----包过滤技术的优点是简单实用，实现成本较低，在应用环境比较简单的情况下，能够以较小的代价在一定程度上保证系统的安全。
----但包过滤技术的缺陷也是明显的。包过滤技术是一种完全基于网络层的安全技术，只能根据数据包的来源、目标和端口等网络信息进行判断，无法识别基于应用层的恶意侵入，如恶意的Java小程序以及电子邮件中附带的病毒。有经验的黑客很容易伪造IP地址，骗过包过滤型防火墙。
----2．代理型
----代理型防火墙也可以被称为代理服务器，它的安全性要高于包过滤型产品，并已经开始向应用层发展。代理服务器位于客户机与服务器之间，完全阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看，代理服务器相当于一台真正的服务器；而从服务器来看，代理服务器又是一台真正的客户机。当客户机需要使用服务器上的数据时，首先将数据请求发给代理服务器，代理服务器再根据这一请求向服务器索取数据，然后再由代理服务器将数据传输给客户机。由于外部系统与内部服务器之间没有直接的数据通道，外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统。
----代理型防火墙的优点是安全性较高，可以针对应用层进行侦测和扫描，对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效。其缺点是对系统的整体性能有较大的影响，而且代理服务器必须针对客户机可能产生的所有应用类型逐一进行设置，大大增加了系统管理的复杂性。
----3．监测型
----监测型防火墙是新一代的产品，这一技术实际已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的、实时的监测，在对这些数据加以分析的基础上，监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。同时，这种检测型防火墙产品一般还带有分布式探测器，这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中，不仅能够检测来自网络外部的攻击，同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用。据权威机构统计，在针对网络系统的攻击中，有相当比例的攻击来自网络内部。因此，监测型防火墙不仅超越了传统防火墙的定义，而且在安全性上也超越了前两代产品。

防火墙的作用是：
防火墙是指设置在不同网络（如可信任的企业内部网和不可信的公共网）或网络安全域之间的一系列部件的组合。它可通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况，以此来实现网络的安全保护。
在逻辑上，防火墙是一个分离器，一个限制器，也是一个分析器，有效地监控了内部网和Internet之间的任何活动，保证了内部网络的安全。

---