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网络安全之防火墙安全课程设计.doc

发布时间：2022-06-10 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.04M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    网络安全课程设计 课程题目：防火墙安全 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
    摘 要 随着 Internet 和计算机网络技术的蓬勃发展，网络安全问题现在已经得到普 遍重视。网络防火墙系统就是网络安全技术在实际中的应用之一。防火墙的核 心思想是在不安全的网际网环境中构造一个相对安全的子网环境。运行在系统 上的网络应用软件在访问网络时，都必须经过防火墙的确认，从而达到控制用 户计算机和 Internet 之间的连接目的。本文首先简要介绍了防火墙的原理，然后 叙述了防火墙的分类，接着从实现信息安全的角度运用 JAVA 程序实现代理防 火墙的设计。 关键词：防火墙;包过滤;代理防火墙；网络安全；防火墙技术原理。 一、前言 近年来，随着普通计算机用户群的日益增长，“防火墙”一词已经不再是服 务器领域的专署，大部分家庭用户都知道为自己爱机安装各种“防火墙”软件 了。但是，并不是所有用户都对“防火墙”有所了解的，一部分用户甚至认为， “防火墙”是一种软件的名称……时光飞梭，随着计算机和网络的发展，各种 攻击入侵手段也相继出现了，为了保护计算机的安全，人们开发出一种能阻止 计算机之间直接通信的技术，并沿用了古代类似这个功能的名字——“防火 墙”技术来源于此。用专业术语来说，防火墙是一种位于两个或多个网络间， 实施网络之间访问控制的组件集合。对于普通用户来说，所谓“防火墙”，指的 就是一种被放置在自己的计算机与外界网络之间的防御系统，从网络发往计算 机的所有数据都要经过它的判断处理后，才会决定能不能把这些数据交给计算 机，一旦发现有害数据，防火墙就会拦截下来，实现了对计算机的保护功能。 防火墙技术从诞生开始，就在一刻不停的发展着，各种不同结构不同功能的防 火墙，构筑成网络上的一道道防御大堤。
    二、防火墙简介 防火墙是指隔离在本地网络与外界网络之间的一道防御系统，是这一类防 范措施的总称。应该说，在互联网上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(即 Internet 或有一定风险的网络)与安全区域(局域网) 的连接，同时不会妨碍人们对风险区域的访问。防火墙可以监控进出网络的通 信量，从而完成看似不可能的任务；仅让安全、核准了的信息进入，同时又抵 制对企业构成威胁的数据。随着安全性问题上的失误和缺陷越来越普遍，对网 络的入侵不仅来自高超的攻击手段，也有可能来自配置上的低级错误或不合适 的口令选择。因此，防火墙的作用是防止不希望的、未授权的通信进出被保的 网络，迫使单位强化自己的网络安全政策。 一般的防火墙都可以达到以下目的： （1）是可以限制他人进入内部网络，过滤掉不安全服务和非法用户； （2）是防止入侵者接近你的防御设施； （3）是限定用户访问特殊站点； （4）是为监视 Internet 安全提供方便。 由于防火墙假设了网络边界和服务，因此更适合于相对独立的网络，例如 Intranet 等种类相对集中的网络。防火墙正在成为控制对网络系统访问的非常流 行的方法。 三、防火墙的原理 随着网络规模的扩大和开放性的增强，网络上的很多敏感信息和保密数 据将受到很多主动和被动的人为攻击。一种解决办法是为需要保护的网络上的 每个工作站和服务器装备上强大的安全特征(例如入侵检测)，但这几乎是一种 不切合实际的方法，因为对具有几百个甚至上千个节点的网络，它们可能运行 着不同的操作系统，当发现了安全缺陷时，每个可能被影响的节点都必须加以
    改进以修复这个缺陷。另一种选择就是防火墙 (Firewall)，防火墙是用来在安全 私有网络(可信任网络)和外部不可信任网络之间安全连接的一个设备或一组设 备，作为私有网络和外部网络之间连接的单点存在。防火墙是设置在可信任的 内部网络和不可信任的外部网络之间的一道屏障，它可以实施比较广泛的安全 策略来控制信息流，防止不可预料的潜在的入侵破坏. DMZ 外网和内部局域网 的防火墙系统。 四、防火墙的主要种类 根据防火墙所采用的技术不同,我们可以将它分为四种基本类型: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 [3]。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。从结构上看,代理服务器由代理的服务器部分和代理的客户机部 分组成。而从客户机上来看,代理服务器又是一台真正的服务器[4]。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。 实际上,作为当前防火墙产品的主流趋势,大多数代理服务器(也称应用网关) 也集成了包过滤技术,这两种技术的混合应用显然比单独使用具有更大的优势。 由于这种产品是基于应用的,应用网关能提供对协议的过滤。例如,它可以过滤掉 FTP 连接中的 PUT 命令,而且通过代理应用,应用网关能够有效地避免内部网络 的信息外泄。正是由于应用网关的这些特点,使得应用过程中的矛盾主要集中在
    对多种网络应用协议的有效支持和对网络整体性能的影响上。
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