计算机网络防火墙技术的应用和发展

路　云

摘要：自从1986年美国Digital公司在Intemet上安装了全球第一个商用防火墙系统、提出防火墙的概念以来，防火墙技术得到了飞速的发展。本文首先介绍了防火墙的作用，然后详细介绍了防火墙技术的发展趋势。

关键词：防火墙技术 作用 发展

“防火墙”是一个通用术语，是指在两个网络之间执行控制策略的系统，是在网络边界上建立的网络通信监控系统，用来保障计算机网络的安全，它是一种控制技术，既可以是一种软件产品，又可以制作或嵌入到某种硬件产品中。防火墙通常是由软件系统和硬件设备组合而成，在内部网和外部网之间构建起安全的保护屏障。

一、防火墙的作用

一个防火墙(作为阻塞点、控制点)能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。由于只有经过精心选择的应用协议才能通过防火墙，所以网络环境变得更安全。如防火墙可以禁止诸如众所周知的不安全的NFS协议进出受保护网络，这样外部的攻击者就不可能利用这些脆弱的协议来攻击内部网络。防火墙同时可以保护网络免受基于路由的攻击，如IP选项中源路由攻击和ICMP重定向中的重定向路径。防火墙应该可以拒绝所有以上类型攻击的报文并通知防火墙管理员。

可以对网络存取和访问进行监控审计，如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并作出日志记录，同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑工作时，防火墙能进行适当的报警，并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。另外，收集一个网络的使用和误用情况也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墙是否能够抵挡攻击者的探测和攻击，并且清楚防火墙的控制是否充足。而网络使用统计对网络需求分析和威胁分析等也是非常重要的。

除了安全作用，防火墙还支持具有Intemet服务特性的企业内部技术体系VPN，通过VPN，将企事业单位在地域上分布在世界各地的LAN或专用子网有机地联成一个整体，不仅省去了专用通信线路，而且为信息共享提供了技术保障。

二、防火墙技术的发展趋势

随着新的网络攻击的出现，新一代防火墙技术也有一些新的发展趋势。这主要可以从防火墙体系结构、包过滤技术和防火墙系统管理三方面来体现。

1、防火墙的体系结构发展趋势

随着网络应用的加强，对网络宽带提出了更高的要球。这意味着防火墙要能够以非常高的速率处理数据。另外，在以后几年里，多媒体应用将会越来越普遍，它要求数据穿过防火墙所带来的延迟要足够小。为了满足这种需要，一些防火墙制造商开发了基于ASIC的防火墙和基于网络处理器的防火墙。从执行速度的角度看来，基于网络处理器的防火墙也是基于软件的解决方案，它需要在很大程度上依赖于软件的性能，但是由于这类防火墙中有一些专门用于处理数据层面任务的引擎，从而减轻了CPU的负担，该类防火墙的性能要比传统防火墙的性能好许多。

与基于ASIC的纯硬件防火墙相比，基于网络处理器的防火墙具有软件色彩，因而更加具有灵活性。基于ASIC的防火墙使用专门的硬件处理网络数据流，比起前两种类型的防火墙具有更好的性能。但是纯硬件的ASIC防火墙缺乏可编程性，这就使得它缺乏灵活性，从而跟不上防火墙功能的快速发展。理想的解决方案是增加ASIC芯片的可编程性，使其与软件更好地配合。这样的防火墙就可以同时满足来自灵活性和运行性能的要求。

2、防火墙包过滤技术发展趋势

(l)使防火墙具有病毒防护功能。现在通常被称之为“病毒防火墙”，当然目前主要还是在个人防火墙中体现，因为它是纯软件形式，更容易实现。这种防火墙技术可以有效地防止病毒在网络中的传播，比等待攻击的发生更加积极。拥有病毒防护功能的防火墙可以大大减少企业的损失。

(2)多级过滤技术。所谓多级过滤技术，是指防火墙采用多级过滤措施，并辅以鉴别手段。在分组过滤(网络层)一级，过滤掉所有的源路由分组和假冒的IP源地址;在传输层一级，遵循过滤规则，过滤掉所有禁止出或/和入的协议和有害数据包如nuke包、圣诞树包等;在应用网关(应用层)一级，能利用FTP、SMTP等各种网关，控制和监测Iniemet提供的所用通用服务。这是针对以上各种已有防火墙技术的不足而产生的一种综合型过滤技术，它可以弥补以上各种单独过滤技术的不足。

这种过滤技术在分层上非常清楚，每种过滤技术对应于不同的网络层，从这个概念出发，又有很多内容可以扩展，为将来的防火墙技术发展打下基础。

(3)一些防火墙厂商把在AAA系统上运用的用户认证及其服务扩展到防火墙中，使其拥有可以支持基于用户角色的安全策略功能。该功能在无线网络应用中非常必要。具有用户身份验证的防火墙通常是采用应用级网关技术的。用户身份验证功能越强，它的安全级别越高，但它给网络通信带来的负面影响也越大，因为用户身份验证需要时间，特别是加密型的用户身份验证。

3、防火墙的系统管理发展趋势

防火墙的系统管理也有一些发展趋势，主要体现在以下几个方面:

(l)首先是集中式管理，分布式和分层的安全结构是将来的趋势。集中式管理可以降低管理成本，并保证在大型网络中安全策略的一致性。快速响应和快速防御也要求采用集中式管理系统。目前这种分布式防火墙早已在Cisco(思科)、3Com等大的网络设备开发商中开发并成功，也就是目前所称的“分布式防火墙:和“嵌入式防火墙”。

(2)强大的审计功能和自动日志分析功能。这两点的应用可以更早的发现潜在的威胁并预防攻击的发生。日志功能还让可以管理员有效地发现系统中存在的安全漏洞，对及时地调整安全策略等方面管理具有非常大的帮助。不过具有这种功能的防火墙通常是比较高级的，早期的静态包过滤防火墙是不具有的。

(3)网络安全产品的系统化。通过建立一个以防火墙为核心的安全体系，就可以为内部网络系统部署多道安全防线，各种安全技术各司其职，从各方面防御外来入侵。◆

参考文献：

[1] 张连银. 防火墙技术在网络安全中的应用[J]. 科技资讯, 2007, (09) .

[2] 孔令峰. 防火墙技术的发展[J]. 常州信息职业技术学院学报, 2005, (01) .