什么是防火墙？
防火墙
1.什么是防火墙
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。
2.使用Firewall的益处
保护脆弱的服务
通过过滤不安全的服务，Firewall可以极大地提高网络安全和减少子网中主机的风险。例如， Firewall可以禁止NIS、NFS服务通过，Firewall同时可以拒绝源路由和ICMP重定向封包。
控制对系统的访问
Firewall可以提供对系统的访问控制。如允许从外部访问某些主机，同时禁止访问另外的主机。例如， Firewall允许外部访问特定的Mail Server和Web Server。
集中的安全管理
Firewall对企业内部网实现集中的安全管理，在Firewall定义的安全规则可以运行于整个内部网络系统， 而无须在内部网每台机器上分别设立安全策略。Firewall可以定义不同的认证方法， 而不需要在每台机器上分别安装特定的认证软件。外部用户也只需要经过一次认证即可访问内部网。
增强的保密性
使用Firewall可以阻止攻击者获取攻击网络系统的有用信息，如Figer和DNS。
记录和统计网络利用数据以及非法使用数据
Firewall可以记录和统计通过Firewall的网络通讯，提供关于网络使用的统计数据，并且，Firewall可以提供统计数据， 来判断可能的攻击和探测。
策略执行
Firewall提供了制定和执行网络安全策略的手段。未设置Firewall时，网络安全取决于每台主机的用户。
3.防火墙的种类
防火墙总体上分为包过滤、应用级网关和代理服务器等几大类型。
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，很有可能被窃听或假冒。
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，就是它们仅仅依靠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。
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。
4.设置防火墙的要素
网络策略
影响Firewall系统设计、安装和使用的网络策略可分为两级，高级的网络策略定义允许和禁止的服务以及如何使用服务， 低级的网络策略描述Firewall如何限制和过滤在高级策略中定义的服务。
服务访问策略
服务访问策略集中在Internet访问服务以及外部网络访问（如拨入策略、SLIP/PPP连接等）。 服务访问策略必须是可行的和合理的。可行的策略必须在阻止已知的网络风险和提供用户服务之间获得平衡。 典型的服务访问策略是：允许通过增强认证的用户在必要的情况下从Internet访问某些内部主机和服务； 允许内部用户访问指定的Internet主机和服务。
防火墙设计策略
防火墙设计策略基于特定的Firewall，定义完成服务访问策略的规则。通常有两种基本的设计策略： 允许任何服务除非被明确禁止；禁止任何服务除非被明确允许。第一种的特点是安全但不好用， 第二种是好用但不安全，通常采用第二种类型的设计策略。 而多数防火墙都在两种之间采取折衷。
增强的认证
许多在Internet上发生的入侵事件源于脆弱的传统用户/口令机制。多年来，用户被告知使用难于猜测和破译口令， 虽然如此，攻击者仍然在Internet上监视传输的口令明文，使传统的口令机制形同虚设。增强的认证机制包含智能卡， 认证令牌，生理特征（指纹）以及基于软件（RSA）等技术，来克服传统口令的弱点。虽然存在多种认证技术， 它们均使用增强的认证机制产生难被攻击者重用的口令和密钥。 目前许多流行的增强机制使用一次有效的口令和密钥（如SmartCard和认证令牌）。
5.防火墙在大型网络系统中的部署
根据网络系统的安全需要，可以在如下位置部署防火墙：
局域网内的VLAN之间控制信息流向时；
Intranet与Internet之间连接时(企业单位与外网连接时的应用网关)；
在广域网系统中，由于安全的需要，总部的局域网可以将各分支机构的局域网看成不安全的系统， （通过公网ChinaPac，ChinaDDN，Frame Relay等连接）在总部的局域网和各分支机构连接时采用防火墙隔离， 并利用VPN构成虚拟专网；
总部的局域网和分支机构的局域网是通过Internet连接，需要各自安装防火墙，并利用NetScreen的VPN组成虚拟专网；
在远程用户拨号访问时，加入虚拟专网；
ISP可利用NetScreen的负载平衡功能在公共访问服务器和客户端间加入防火墙进行负载分担、 存取控制、用户认证、流量控制、日志纪录等功能；
两网对接时，可利用NetScreen硬件防火墙作为网关设备实现地址转换(NAT)，地址映射（MAP）， 网络隔离（DMZ）, 存取安全控制，消除传统软件防火墙的瓶颈问题。
6.防火墙在网络系统中的作用
防火墙能有效地防止外来的入侵，它在网络系统中的作用是：
控制进出网络的信息流向和信息包；
提供使用和流量的日志和审计；
隐藏内部IP地址及网络结构的细节；
提供VPN功能。
防火墙是位于网关服务器上的一组相关程序，它们保护私人网络的资源不被用户或其它网络访问。（这个词也指程序使用的安全策略）。拥有内部互联网的企业安装了防火墙就可以在允许其员工访问广域网的时阻止外部用户访问公司的私密数据，还可以控制它自己的用户能对什么样的外部数据进行访问。
防火墙的英文名为“FireWall”，它是目前一种最重要的网络防护设备。从专业角度讲，防火墙是位于两个(或多个)网络间，实施网络之间访问控制的一组组件集合。
防火墙在网络中经常是以下图所示的两种图标出现的。左边那个图标非常形象，真正像一堵墙一样。而右边那个图标则是从防火墙的过滤机制来形象化的，在图标中有一个二极管图标。而二极管我们知道，它具有单向导电性，这样也就形象地说明了防火墙具有单向导通性。这看起来与现在防火墙过滤机制有些矛盾，不过它却完全体现了防火墙初期的设计思想，同时也在相当大程度上体现了当前防火墙的过滤机制。
防火最初的设计思想是对内部网络总是信任的，而对外部网络却总是不信任的，所以最初的防火墙是只对外部进来的通信进行过滤，而对内部网络用户发出的通信不作限制。当然目前的防火墙在过滤机制上有所改变，不仅对外部网络发出的通信连接要进行过滤，对内部网络用户发出的部分连接请求和数据包同样需要过滤，但防火墙仍只对符合安全策略的通信通过，也可以说具有“单向导通”性。
防火墙的本义是指古代构筑和使用木制结构房屋的时候，为防止火灾的发生和蔓延，人们将坚固的石块堆砌在房屋周围作为屏障，这种防护构筑物就被称之为“防火墙”。其实与防火墙一起起作用的就是“门”。如果没有门，各房间的人如何沟通呢，这些房间的人又如何进去呢？当火灾发生时，这些人又如何逃离现场呢？这个门就相当于我们这里所讲的防火墙的“安全策略”，所以在此我们所说的防火墙实际并不是一堵实心墙，而是带有一些小孔的墙。这些小孔就是用来留给那些允许进行的通信，在这些小孔中安装了过滤机制，也就是上面所介绍的“单向导通性”。
我们通常所说的网络防火墙是借鉴了古代真正用于防火的防火墙的喻义，它指的是隔离在本地网络与外界网络之间的一道防御系统。防火可以使企业内部局域网（LAN）网络与Internet之间或者与其他外部网络互相隔离、限制网络互访用来保护内部网络。典型的防火墙具有以下三个方面的基本特性：
（一）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
这是防火墙所处网络位置特性，同时也是一个前提。因为只有当防火墙是内、外部网络之间通信的唯一通道，才可以全面、有效地保护企业网部网络不受侵害。
根据美国国家安全局制定的《信息保障技术框架》，防火墙适用于用户网络系统的边界，属于用户网络边界的安全保护设备。所谓网络边界即是采用不同安全策略的两个网络连接处，比如用户网络和互联网之间连接、和其它业务往来单位的网络连接、用户内部网络不同部门之间的连接等。防火墙的目的就是在网络连接之间建立一个安全控制点，通过允许、拒绝或重新定向经过防火墙的数据流，实现对进、出内部网络的服务和访问的审计和控制。
典型的防火墙体系网络结构如下图所示。从图中可以看出，防火墙的一端连接企事业单位内部的局域网，而另一端则连接着互联网。所有的内、外部网络之间的通信都要经过防火墙。
（二）只有符合安全策略的数据流才能通过防火墙
防火墙最基本的功能是确保网络流量的合法性，并在此前提下将网络的流量快速的从一条链路转发到另外的链路上去。从最早的防火墙模型开始谈起，原始的防火墙是一台“双穴主机”，即具备两个网络接口，同时拥有两个网络层地址。防火墙将网络上的流量通过相应的网络接口接收上来，按照OSI协议栈的七层结构顺序上传，在适当的协议层进行访问规则和安全审查，然后将符合通过条件的报文从相应的网络接口送出，而对于那些不符合通过条件的报文则予以阻断。因此，从这个角度上来说，防火墙是一个类似于桥接或路由器的、多端口的（网络接口>=2）转发设备，它跨接于多个分离的物理网段之间，并在报文转发过程之中完成对报文的审查工作。
（三）防火墙自身应具有非常强的抗攻击免疫力
这是防火墙之所以能担当企业内部网络安全防护重任的先决条件。防火墙处于网络边缘，它就像一个边界卫士一样，每时每刻都要面对黑客的入侵，这样就要求防火墙自身要具有非常强的抗击入侵本领。它之所以具有这么强的本领防火墙操作系统本身是关键，只有自身具有完整信任关系的操作系统才可以谈论系统的安全性。其次就是防火墙自身具有非常低的服务功能，除了专门的防火墙嵌入系统外，再没有其它应用程序在防火墙上运行。当然这些安全性也只能说是相对的。
