电脑网络知识：防火墙你懂多少，三分钟带你通俗了解

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电脑网络知识：防火墙你懂多少，三分钟带你通俗了解

大家能给我具体解释一下防火墙吗?谢谢!

防火墙的相关知识

防火墙的基本定义

一、电脑网络知识：防火墙你懂多少，三分钟带你通俗了解

一、 初识网络防火墙1.1、防火墙的基本功能我们这里说的防火墙（Firewall）是一种网络设备，它在网络中起到两个最基本的功能：

· 划分网络的边界

· 加固内网的安全

**划分网络的边界**防火墙设备的其中一个功能，就是划分网络的边界，严格地将网络分为"外网"和"内网"。"外网"则是防火墙认为的——不安全的网络，不受信任的网络"内网"则是防火墙认为的——安全的网络，受信任的网络你可以这么打一个比喻：如果把网络比作一个城市，那么"内网"就是你的小区内部，"外网"就是城市道路小区的围墙就相当于是防火墙，起到了一个隔离"内部环境"和"外部环境"的功能

并且呢，任何一个防火墙设备，在设计上就会强制把"内部"和"外部"的概念。应用在接口上从内部访问外部默认情况下是允许的，但是从外部访问内部默认情况下是禁止的（需要设置相关策略才能从外部到内部访问。）这种情况就像你到任何一个小区或者单位，你从里面出来的时候门卫一般不管你，但是如果想从外面进去，那可就不是那么回事了哦。

**加固网络的安全**刚才说到了防火墙的其中一个功能，就是网络流量流向的问题（内到外可以访问，外到内默认不能访问），这就从一定程度上加强了网络的安全性，那就是："内网属于私有环境，外人非请莫入！"另外，防火墙还能从另外一些方面来加固内部网络的安全**1、隐藏内部的网络拓扑**这种情况用于互联网防火墙。因为内网一般都会使用私有IP地址，而互联网是Internet的IP地址。由于在IPv4环境下IP地址不足，内部使用大量的私有地址，转换到外部少量的Internet地址，这样的话，外部网络就不会了解到内部网络的路由，也就没法了解到内部网络的拓扑了。同时，防火墙上还会使用NAT技术，将内部的服务器映射到外部，所以从外部访问服务器的时候只能了解到映射后的外部地址，根本不会了解到映射前的内部地址。

**2、带有安全检测防御**这种功能并不是每一款防火墙都有安全检测系统（intrusion detection system，简称"IDS"）是一种对网络传输进行即时监视，在发现可疑传输时发出警报或者采取主动反应措施的网络安全设备。它与其他网络安全设备的不同之处便在于，IDS是一种积极主动的安全防护技术。 **3、会话日志功能**防火墙都有"会话记录"功能，每一个数据包在经过防火墙之后，都可以在防火墙的会话表中查询到历史访问记录。比如10.112.100.101的主机在访问外部网络的时候，只要它访问成功，都会被防火墙所记录下来。如果是外部主机访问内部呢？当然，在你的内部网络遭受不安全以后，可以在防火墙上查到从外到内，到底是哪个IP地址非法闯入了。如果确实有外部非法闯入内部的访问，也可以追查防火墙的安全策略设置，看看哪一条安全策略的设置有问题。虽然这看起来是一种"亡羊补牢"的做法，但是能查到危害源，总比你什么都查不到要好啊。1.2、防火墙在企业环境的应用1、互连网出口设备这估计是大家最能想到的一种用途吧。因为Internet就是一个最典型的"外网"，当企业网络接入Internet的时候，为了保证内部网络不受来自外部的威胁侵害，就会在互联网出口的位置部署防火墙。

2、分支机构接骨干网作边界设备在电力行业、金融行业等大型跨地，跨省的企业时，为了企业中各个省级、地市级单位的内部数据通信通常都会自建一张骨干网络。在每个省级、地市级单位办公网络接入骨干网时，就可以在网络接入点部署防火墙，进一步提高每个单位的办公网络安全性。

3、数据中心内保护服务器数据中心（DataCenter）是为企业存放重要数据资料的，同时数据中心内会放置各种各样功能不一的服务器。想要保证数据的安全，首先就要保证这些服务器的安全。物理上的安全嘛，你就防火防水防贼呗，应用上的安全，找杀毒软件嘛；但是在网络上防止，防止非授权人员操作服务器，就需要到防火墙来发挥作用了。一般在传统的数据中心内，会根据不同的功能来决定服务器的分区，然后在每个分区和核心设备的连接处部署防火墙。

## 1.3、并不是任何场合都适合部署防火墙谁都知道安全性和方便性有时候会有那么一些冲突。你去坐飞机，会经过非常严格的安检，没个十几二十分钟完成不了；但是在坐高铁，火车或者大巴的时候，安检可能就没那么严格了。防火墙作为一种网络安全设备，部署在网络中会对穿过防火墙的数据包进行拦截，然后确定它符合策略要求以后才会放行。这会对网络传输效率造成一定影响。所以在一些十几个人的小公司或者是网络功能单一的环境（网络就是用来上网用的）是不会使用防火墙的。加上企业级防火墙价格一般比较高（十几万到一百多万不等的价格），在那些以节约成本为先的偏小型私人企业一般不会使用防火墙。所以防火墙一般用于数据中心，大型企业总部，国有企业省级、地区级办公机构，带有服务器区域的网络环境或机密性较高的单位。二、防火墙的生厂商根据防火墙的部署方式，防火墙分为硬件防火墙和软件防火墙两种。硬件防火墙：防火墙是一台网络设备，独立上架安装使用。下图为大家展示了思科的硬件防火墙，Cisco ASA和Cisco Firepower

软件防火墙：用一台多网卡服务器，安装Windows或Linux操作系统，再在操作系统上安装与防火墙相关的功能软件。下图为大家展示Microsoft ISA正在发布Exchange服务器

硬件防火墙的生产商很多，但是在国内大多数都是用以下几种产品：

捷哥列出这些生产商也只是其中一部分，上述厂商的防火墙捷哥都接触过，但是经常遇到的还是Cisco ASA，Juniper SRX，华为USG，天融信NGFW，迪普DPTec-FW1000这些设备。这里捷哥本人也不敢乱说谁好谁坏吧，只是经过一段时间的观察，发现了这样一个小小规律：一般来说Cisco ASA和Juniper SRX，华为USG，H3C FW，迪普FW系列用作内网防火墙较多，而天融信和深信服系列更多用于互联网出口。软件防火墙一般都是由软件公司生产：Windows 自带的防火墙（一般Windows都作终端使用，很少让其作为路由设备转发数据）Linux自带的防火墙（Netfilter，管理工具叫IPtables）ISA/TMG（微软软件）Squid（开源软件，更多的情况用于代理服务器）## 三、防火墙的分类防火墙按照功能和级别的不同，一般分类这么三类：* 包过滤型防火墙* 状态检测型防火墙* 代理型防火墙## 3.1、包过滤型防火墙这种防火墙只能实现最基础的包过滤功能，按照既定的访问控制列表对数据包的三、四层信息进行控制，详细一点就是：三层信息：源IP地址，目标IP地址四层信息：源端口，目标端口这种情况其实用一个路由器或者三层交换机，配置ACL就能实现只有符合了条件的数据包才能被放行，不符合条件的数据包无论如何都不会被放行。但是包过滤型防火墙的性质就是那么"教条"与"顽固不化"！

如果是使用一个路由器，强行设置"从外部到内部拒绝所有流量"会有什么后果呢？

当然，外部的流量全部被ACL阻止了，但是这么设置在某些场合会造成网络通信故障：比如内部的主机访问外部TCP协议的服务，需要经过三次握手，其中第二次握手的流量就是从外部到内部的，如果单使用一个路由器的ACL实现包过滤，并且在外部接口配置拒绝所有流量进入，就会导致三次握手无法完成，从而内部主机访问不到外部的服务。

第一次握手，内部主机10.112.100.101使用随机端口10025访问外部的WebServer`200.100.1.2的TCP 80`三层信息源IP地址：10.112.100.101目标IP地址：200.100.1.2源端口：TCP 10025目标端口：TCP 80由于内部接口放行所有流量，所以这个第一次握手的流量被放行了

第二次握手，外部主机200.100.1.2的被动地TCP 80发出相应，将第二次握手的数据包传回到10.112.100.101的TCP 10025端口上，此时三层信息源IP地址：200.100.1.2目标IP地址：10.112.100.101源端口：TCP 80目标端口：TCP 10025但是外部接口拒绝了所有流量的进入，所以这个第二次握手的包无法送到内部主机，导致三次握手无法完成。从而主机就没法访问外部Web Server了

由于TCP连接时，内部主机在发起第一次握手时总是以随机端口进行连接，所以你在外部也没法针对相应的端口进行流量的放行，但是如果把外部接口也改为permit ip any any，又会导致内部主机容易受到外部的侵害。

说到这里，捷哥想说一句题外话曾经有一个学员网友问了我一个问题，说是在企业部署了一台Cisco 6509交换机作为汇聚设备。但是他又想实现这样的一个功能，看图吧：

网友的意思是，想在Gi 2/1接口上做一些控制，只允许来自核心方面的流量访问办公区域的一些特定端口，其他的全部禁止访问，问我在这个Cisco 6509上怎么做。我告诉他的是："如果设备是交换机的话，你这个操作没法做。因为办公区的电脑访问外网或者内网服务器的时候，会打开一些随机端口，你就没法知道这些随机端口是什么。如果你随便在Gi 2/1接口上去做限制，会导致你办公区域的电脑根本没法上网。"## 3.2、状态检测型防火墙状态检测型防火墙就是为了解决"傻×"的包过滤型防火墙而存在的。它比包过滤型防火墙还多了一层"状态检测"功能。状态化检测型防火墙可以识别出主动流量和被动流量，如果主动流量是被允许的，那么被动流量也是被允许的。例如TCP的三次握手中，第一次流量是主动流量，从内到外，第二次流量就是从外到内的被动流量，这可以被状态监测型防火墙识别出并且放行。状态监测型防火墙会有一张"连接表"，里面记录合法流量的信息。当被动流量弹回时，防火墙就会检查"连接表"，只要在"连接表"中查到匹配的记录，就会放行这个流量

第一次握手，内部主机10.112.100.101使用随机端口10025访问外部的WebServer200.100.1.2的TCP 80三层信息源IP地址：10.112.100.101目标IP地址：200.100.1.2源端口：TCP 10025目标端口：TCP 80由于内部接口放行所有流量，所以这个第一次握手的流量被放行了但此时，防火墙在连接表中生成了如下内容：

第二次握手时，是外部主机被动弹回的流量源地址（外部）：200.100.1.2源端口（外部）：TCP 80目标地址（内部）：10.112.100.101目标端口（内部）：TCP 10025此时，防火墙会暂时拦截流量，然后检查连接表，看看内部主机的IP和端口，外部主机的IP和端口是否与连接表中记录的相同，如果相同，它就会放行这个流量。当然，形成连接表记录的先决条件是：主动发起访问一端的流量要符合防火墙的安全策略要求，也就是说内部网络向外部网络不被明确拒绝，外部网络访问内部网络被明确允许。只有连接表内记录了内外主机和IP端口信息的，被动弹回的流量才会被防火墙放行。如果是外部主动发起的流量，而防火墙又没有允许它访问内部，由于是外部主动发起的流量，所以防火墙的连接表里没有相应的信息，这就会遭到防火墙的拒绝。从而达到既保证了内部到外部的正常通信，又使得内部主机不受到外部的侵犯，这就是状态检测型防火墙的魅力所在。目前主流的硬件防火墙几乎都支持状态监测功能。## 3.3、代理型防火墙代理型防火墙一般是一个安装在多网卡服务器上的软件，拥有状态监测的功能，但是多了一项功能就是代理服务器功能。一般有正向代理和反向代理两种功能：**正向代理**正向代理用于内部主机访问Internet服务器的时候，特别是Web服务的时候很管用。当内部主机第一次访问外部的Web服务器时，代理服务器会将访问后的内容放在自己的"高速缓存"中，当内部主机再次访问该Web服务器的时候，如果有相同的内容，代理服务器就会将这个访问定位到自己的高速缓存，从而提升内部主机的访问速度。

代理型防火墙的代理功能可以在内部主机访问Web数据的时候，起到一个缓存加速的情况。但是这种防火墙因为是安装在一台服务器上的软件，其性能受到服务器本身的限制。所以对于一些实时性的数据，或者是从网上下载文件到本地，就可能会被防火墙拖慢网速。目前代理型防火墙在企业一般很少用于正向代理或者是出口网关设备，倒是反向代理更多。**反向代理**反向代理和正向代理有点类似，只不过访问的方向是外部到内部。当外部主机要访问内部发布的某个服务器的时候，不会让它把访问目标定位到内部服务器上，而是反向代理设备上。反向代理设备会从真实的服务器上抽取数据到自己的缓存中，起到保护真实服务器的功能。反向代理一般单独部署，不和状态检测防火墙部署在一起，各自实现各自的功能。

反向代理在一定程度上可以保护内部的真实服务器，即使遭到危险，也是反向代理被危及被破坏的数据也是缓存。并且反向代理服务器上可能会记录对方的危险方式，找出网络系统中存在的缺陷，提醒管理员即使封阻漏洞，修复缺陷。

# 四、关于防火墙的学习方法## 4.1、理解原理，掌握技巧（了解原理，查阅手册）因为防火墙生产厂商比较多，把每个厂商的防火墙的配置命令和设置方式都拿出来一个一个的说，这个非常不现实。因为在企业内部的防火墙都是生产环境，我不可能那生产环境的防火墙来给大家做试验品，一来这可能导致网络故障（责任我背不起啊！）二来我和客户签了保密协议，出于职业道德我也不能把这些配置都展示给大家。进口防火墙产品因为是全英文的手册复杂，但是有着一套比较完善的模拟器系统，可以帮助大家理解防火墙的特性和配置方式，所以，捷哥在这个专栏里面，着重用两款进口产品（Cisco和Juniper）为大家展示防火墙特性的一些配置及验证。国内的防火墙产品，捷哥也会在专栏的文章里面体现到。因为国内的产品缺少模拟器，而且实际环境多半是Web界面进行配置，所以对于国内的防火墙产品捷哥重点是教大家如何去查阅手册（国内产品一定是全中文手册，非常容易看懂）。## 2、抓住重点，切勿混淆这一点是针对于学过路由交换的读者说的。曾经捷哥在51cto学院出了一个跟Juniper相关的视频课程，结果被人打了差评，原因就是我没有讲在防火墙上如何配置OSPF、BGP这些路由协议。在这里我必须给大家强调一下，因为防火墙从最初的设计上来讲，就是为了作为网络边界设备和安全设备。防火墙的工作重点是在处理包过滤及状态化会话，以及兼顾一些安全检测的功能，对路由处理能力并不强。在实际的企业部署中，一般是不会在防火墙上去跑动态路由的。所以，学习防火墙，重点技术就是在安全策略，NAT，以及一些安全的配置还有防火墙双机热备上面。## 3、经验只可借鉴不可照搬防火墙位于网络的关键位置，特别是数据中心的防火墙。一般来说，在企业中运维防火墙的话，防火墙的变更操作会很多，一般都会在安全策略，ACL的地方进行变更操作。所以要玩好防火墙，技术之外的技巧，例如脚本技巧，文本技巧要大于技术之内。捷哥会给大家介绍一些如何去对一些陌生的防火墙厂商的快速上手技巧，大家可以灵活借鉴，但不可生搬硬套哦。还有呢，防火墙很多时候查看多余配置。对于进口防火墙来说，如何在全英文的界面下抓住重点，从查看到的内容中找到关键信息和关键参数，这也是需要一点点小小的技巧的。当然啦，大家不要只盯着configure，学会show和display也同样重要。

一、大家能给我具体解释一下防火墙吗?谢谢!

·定义防火墙 防火墙的技术分析
据公安部的资料，1998年中国共破获电脑黑客案件近百起，利用计算机网络进行的各类违法行为在中国以每年30％的速度递增。有媒介报道，中国95％的与Internet相连的网络管理中心都遭到过黑客的攻击或侵入，其中银行、金融和证券机构是黑客攻击的重点。

随着网络犯罪的递增，网络防火墙开始受人关注。在此，笔着向大家介绍一下“防火墙”的基本知识。

防火墙是什么?

所谓“防火墙”，是指一种将内部网和公众访问网(Internet)分开的方法，实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络，防止他们更改、拷贝、毁坏你的重要信息。

防火墙的安全技术分析

防火墙对网络的安全起到了一定的保护作用，但并非万无一失。通过对防火墙的基本原理和实现方式进行分析和研究，笔者对防火墙的安全性有如下几点认识。

1、正确选用、合理配置防火墙非常不容易

防火墙作为网络安全的一种防护手段，有多种实现方式。建立合理的防护系统，配置有效的防火墙应遵循这样四个基本步骤：(1)风险分析；(2)需求分析；(3)确立安全政策；(4)选择准确的防护手段，并使之与安全政策保持一致。然而，多数防火墙的设立没有或很少进行充分的风险分析和需求分析，而只是根据不很完备的安全政策选择了一种似乎能“满足”需要的防火墙，这样的防火墙能否“防火”还是个问题。

2、需要正确评估防火墙的失效状态

评价防火墙性能如何及能否起到安全防护作用，不仅要看它工作是否正常，能否阻挡或捕捉到恶意攻击和非法访问的蛛丝马迹，而且要看到一旦防火墙被攻破，它的状态如何? 按级别来分，有四种状态：(1)未受伤害能够继续正常工作；(2)关闭并重新启动，同时恢复到正常工作状态；(3)关闭并禁止所有的数据通行；(4)关闭并允许所有的数据通行。前两种状态比较理想，而第四种最不安全。但是许多防火墙由于没有条件进行失效状态测试和验证，无法确定其失效状态等级，因此网络必然存在安全隐患。

3、防火墙必须进行动态维护

防火墙安装和投入使用后，并非万事大吉。要想充分发挥它的安全防护作用，必须对它进行跟踪和维护，要与商家保持密切的联系，时刻注视商家的动态。因为商家一旦发现其产品存在安全漏洞，就会尽快发布补救(Patch) 产品，此时应尽快确认真伪(防止特洛伊木马等病毒)，并对防火墙进行更新。

4、目前很难对防火墙进行测试验证

防火墙能否起到防护作用，最根本、最有效的证明方法是对其进行测试，甚至站在“黑客”的角度采用各种手段对防火墙进行攻击。然而具体执行时难度较大：

(1)防火墙性能测试目前还是一种很新的技术，尚无正式出版刊物，可用的工具和软件更是寥寥无几。目前只有美国ISS公司提供防火墙性能测试的工具软件。

(2)防火墙测试技术尚不先进，与防火墙设计并非完全吻合，使得测试工作难以达到既定的效果。

(3)选择“谁”进行公正的测试也是一个问题。

可见，防火墙的性能测试决不是一件简单的事情，但这种测试又相当必要。

5、非法攻击防火墙的基本“招数”

(1)通常情况下，有效的攻击都是从相关的子网进行的。因为这些网址得到了防火墙的信赖，虽说成功与否尚取决于机遇等因素，但对攻击者而言很值得一试。

(2)破坏防火墙的另一种方式是攻击与干扰相结合。也就是在攻击期间使防火墙始终处于繁忙的状态。防火墙过分的繁忙有时会导致它忘记履行安全防护的职能，处于失效状态。

(3)需要特别注意的是，防火墙也可能被内部攻击。因为安装了防火墙后，随意访问被严格禁止了， 这样内部人员无法在闲暇的时间通过Telnet浏览邮件或使用FTP向外发送信息，个别人会对防火墙不满进而可能攻击它、破坏它，期望回到从前的状态。这里，攻击的目标常常是防火墙或防火墙运行的操作系统，因此不仅涉及网络安全，还涉及主机安全问题。

以上分析表明，防火墙的安全防护性能依赖的因素很多，防火墙并非万能。

目前大多数防火墙都是基于路由器的数据包分组过滤类型，防护能力差，存在各种网络外部或网络内部攻击防火墙的技术手段。
·防火墙的基本类型
实现防火墙的技术包括四大类：

1、网络级防火墙

一般是基于源地址和目的地址、应用或协议以及每个IP包的端口来作出通过与否的判断。一个路由器便是一个“传统”的网络级防火墙，大多数的路由器都能通过检查这些信息来决定是否将所收到的包转发，但它不能判断出一个IP包来自何方，去向何处。

先进的网络级防火墙可以判断这一点，它可以提供内部信息以说明所通过的连接状态和一些数据流的内容，把判断的信息同规则表进行比较，在规则表中定义了各种规则来表明是否同意或拒绝包的通过。包过滤防火墙检查每一条规则直至发现包中的信息与某规则相符。如果没有一条规则能符合，防火墙就会使用默认规则，一般情况下，默认规则就是要求防火墙丢弃该包。其次，通过定义基于TCP或UDP数据包的端口号，防火墙能够判断是否允许建立特定的连接，如Telnet、FTP连接。

下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：

(1)允许网络123.1.0使用FTP(21口)访问主机150.0.0.1；

(2) 允许IP地址为202.103.1.18和202.103.1.14的用户Telnet (23口) 到主机150.0.0.2上；

(3)允许任何地址的E－mail(25口)进入主机150.0.0.3；

(4)允许任何WWW数据（80口）通过；

(5)不允许其他数据包进入。

网络级防火墙简洁、速度快、费用低，并且对用户透明，但是对网络的保护很有限，因为它只检查地址和端口，对网络更高协议层的信息无理解能力。

2、应用级网关

应用级网关能够检查进出的数据包，通过网关复制传递数据，防止在受信任服务器和客户机与不受信任的主机间直接建立联系。应用级网关能够理解应用层上的协议，能够做复杂一些的访问控制，并做精细的注册。但每一种协议需要相应的代理软件，使用时工作量大，效率不如网络级防火墙。

常用的应用级防火墙已有了相应的代理服务器， 例如： HTTP、 NNTP、 FTP、Telnet、rlogin、X－Window等，但是，对于新开发的应用，尚没有相应的代理服务，它们将通过网络级防火墙和一般的代理服务。

应用级网关有较好的访问控制，是目前最安全的防火墙技术，但实现困难，而且有的应用级网关缺乏“透明度”。在实际使用中，用户在受信任的网络上通过防火墙访问Internet时， 经常会发现存在延迟并且必须进行多次登录(Login)才能访问Internet或Intranet。

3、电路级网关

电路级网关用来监控受信任的客户或服务器与不受信任的主机间的TCP握手信息,这样来决定该会话(Session) 是否合法,电路级网关是在OSI模型中会话层上来过滤数据包,这样比包过滤防火墙要高两层。

实际上电路级网关并非作为一个独立的产品存在，它与其他的应用级网关结合在一起， 如Trust Information Systems公司的Gauntlet Internet Firewall； DEC公司的Alta Vista Firewall等产品。 另外，电路级网关还提供一个重要的安全功能：代理服务器（Proxy Server） ，代理服务器是个防火墙，在其上运行一个叫做“地址转移”的进程，来将所有你公司内部的IP地址映射到一个“安全”的IP地址，这个地址是由防火墙使用的。但是，作为电路级网关也存在着一些缺陷，因为该网关是在会话层工作的，它就无法检查应用层级的数据包。

4、规则检查防火墙

该防火墙结合了包过滤防火墙、电路级网关和应用级网关的特点。它同包过滤防火墙一样， 规则检查防火墙能够在OSI网络层上通过IP地址和端口号，过滤进出的数据包。它也像电路级网关一样，能够检查SYN和ACK标记和序列数字是否逻辑有序。当然它也像应用级网关一样， 可以在OSI应用层上检查数据包的内容，查看这些内容是否能符合公司网络的安全规则。

规则检查防火墙虽然集成前三者的特点，但是不同于一个应用级网关，它并不打破客户机/服务机模式来分析应用层的数据，它允许受信任的客户机和不受信任的主机建立直接连接。规则检查防火墙不依靠与应用层有关的代理，而是依靠某种算法来识别进出的应用层数据，这些算法通过已知合法数据包的模式来比较进出数据包，这样从理论上就能比应用级代理在过滤数据包上更有效。

目前在市场上流行的防火墙大多属于规则检查防火墙，因为该防火墙对于用户透明，在OSI最高层上加密数据，不需要你去修改客户端的程序，也不需对每个需要在防火墙上运行的服务额外增加一个代理。如现在最流行的防火墙之一On Technology软件公司生产的On Guard和Check Point软件公司生产的Fire Wall－1防火墙都是一种规则检查防火墙。

从趋势上看，未来的防火墙将位于网络级防火墙和应用级防火墙之间。也就是说，网络级防火墙将变得更加能够识别通过的信息，而应用级防火墙在目前的功能上则向“透明”、“低级”方面发展。最终防火墙将成为一个快速注册核查系统，可保护数据以加密方式通过，使所有组织可以放心地在节点。

二、防火墙的相关知识

防火墙在网络中经常是以两种图标出现的。一种图标非常形象，真正像一堵墙一样。而另一种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。因为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。 防火墙的硬件体系结构曾经历过通用CPU架构、ASIC架构和网络处理器架构，他们各自的特点分别如下：
通用CPU架构
通用CPU架构最常见的是基于Intel X86架构的防火墙，在百兆防火墙中Intel X86架构的硬件以其高灵活性和扩展性一直受到防火墙厂商的青睐；由于采用了PCI总线接口，Intel X86架构的硬件虽然理论上能达到2Gbps的吞吐量甚至更高，但是在实际应用中，尤其是在小包情况下，远远达不到标称性能，通用CPU的处理能力也很有限。
国内安全设备主要采用的就是基于X86的通用CPU架构。
ASIC架构
ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）技术是国外高端网络设备几年前广泛采用的技术。由于采用了硬件转发模式、多总线技术、数据层面与控制层面分离等技术， ASIC架构防火墙解决了带宽容量和性能不足的问题，稳定性也得到了很好的保证。
ASIC技术的性能优势主要体现在网络层转发上，而对于需要强大计算能力的应用层数据的处理则不占优势，而且面对频繁变异的应用安全问题，其灵活性和扩展性也难以满足要求。
由于该技术有较高的技术和资金门槛，主要是国内外知名厂商在采用，国外主要代表厂商是Netscreen，国内主要代表厂商为天融信、网御神州。
网络处理器架构
由于网络处理器所使用的微码编写有一定技术难度，难以实现产品的最优性能，因此网络处理器架构的防火墙产品难以占有大量的市场份额。
基于国产CPU的防火墙
随着国内通用处理器的发展，逐渐发展了基于中国芯的防火墙，主要架构为国产龙芯2F+FPGA的协议处理器，主要应用政府、军队等对国家安全敏感的行业。代表厂商有中科院计算所、博华科技等公司。 防火墙配置有三种：Dual-homed方式、Screened- host方式和Screened-subnet方式。
Dual-homed方式最简单。 Dual-homedGateway放置在两个网络之间，这个Dual-omedGateway又称为bastionhost。这种结构成本低，但是它有单点失败的问题。这种结构没有增加网络安全的自我防卫能力，而它往往是受“黑客”攻击的首选目标，它自己一旦被攻破，整个网络也就暴露了。
Screened-host方式中的Screeningrouter为保护Bastionhost的安全建立了一道屏障。它将所有进入的信息先送往Bastionhost，并且只接受来自Bastionhost的数据作为出去的数据。这种结构依赖Screeningrouter和Bastionhost，只要有一个失败，整个网络就暴露了。
Screened-subnet包含两个Screeningrouter和两个Bastionhost。在公共网络和私有网络之间构成了一个隔离网，称之为”停火区”（DMZ，即DemilitarizedZone）,Bastionhost放置在“停火区”内。这种结构安全性好，只有当两个安全单元被破坏后，网络才被暴露，但是成本也很昂贵。 第一代防火墙
第一代防火墙技术几乎与路由器同时出现，采用了包过滤（Packet filter）技术。
第二代防火墙
第一代防火墙技术主要在路由器上实现，后来将此安全功能独立出来专门用来实现安全过滤功能。1989年，贝尔实验室的Dave Presotto和Howard Trickey推出了第二代防火墙，即电路层防火墙，同时提出了第三代防火墙——应用层防火墙（代理防火墙）的初步结构。
第三代防火墙
代理防火墙出现，原来从路由器上独立出来的安全软件迅速发展，并引发了对承载安全软件本身的操作系统的安全需求。即对防火墙本身的安全问题的安全需求。
第四代防火墙
1992年，USC信息科学院的BobBraden开发出了基于动态包过滤（Dynamic packet filter）技术的第四代防火墙，后来演变为所说的状态监视（Stateful inspection）技术。1994年，以色列的CheckPoint公司开发出了第一个采用这种技术的商业化的产品。
第五代防火墙
1998年，NAI公司推出了一种自适应代理（Adaptive proxy）技术，并在其产品Gauntlet Firewall for NT中得以实现，给代理类型的防火墙赋予了全新的意义，可以称之为第五代防火墙。
一体化安全网关UTM
UTM统一威胁管理，在防火墙基础上发展起来的，具备防火墙、IPS、防病毒、防垃圾邮件等综合功能的设备。由于同时开启多项功能会大大降低UTM的处理性能，因此主要用于对性能要求不高的中低端领域。在中低端领域，UTM已经出现了代替防火墙的趋势，因为在不开启附加功能的情况下，UTM本身就是一个防火墙，而附加功能又为用户的应用提供了更多选择。在高端应用领域，比如电信、金融等行业，仍然以专用的高性能防火墙、IPS为主流。 防火墙就是一种过滤塞（你这么理解不算错），你可以让你喜欢的东西通过这个塞子，别的玩意都统统过滤掉。在网络的世界里，要由防火墙过滤的就是承载通信数据的通信包。
天下的防火墙至少都会说两个词：Yes或者No。直接说就是接受或者拒绝。最简单的防火墙是以太网桥。但几乎没有人会认为这种原始防火墙能管多大用。大多数防火墙采用的技术和标准可谓五花八门。这些防火墙的形式多种多样：有的取代系统上已经装备的TCP/IP协议栈；有的在已有的协议栈上建立自己的软件模块；有的干脆就是独立的一套操作系统。还有一些应用型的防火墙只对特定类型的网络连接提供保护（比如SMTP或者HTTP协议等）。还有一些基于硬件的防火墙产品其实应该归入安全路由器一类。以上的产品都可以叫做防火墙，因为他们的工作方式都是一样的：分析出入防火墙的数据包，决定放行还是把他们扔到一边。
所有的防火墙都具有IP地址过滤功能。这项任务要检查IP包头，根据其IP源地址和目标地址作出放行/丢弃决定。看看下面这张图，两个网段之间隔了一个防火墙，防火墙的一端有台UNIX计算机，另一边的网段则摆了台PC客户机。
当PC客户机向UNIX计算机发起telnet请求时，PC的telnet客户程序就产生一个TCP包并把它传给本地的协议栈准备发送。接下来，协议栈将这个TCP包“塞”到一个IP包里，然后通过PC机的TCP/IP栈所定义的路径将它发送给UNIX计算机。在这个例子里，这个IP包必须经过横在PC和UNIX计算机中的防火墙才能到达UNIX计算机。
我们“命令”（用专业术语来说就是配制）防火墙把所有发给UNIX计算机的数据包都给拒了，完成这项工作以后，“心肠”比较好的防火墙还会通知客户程序一声呢！既然发向目标的IP数据没法转发，那么只有和UNIX计算机同在一个网段的用户才能访问UNIX计算机了。
还有一种情况，你可以命令防火墙专给那台可怜的PC机找茬，别人的数据包都让过就它不行。这正是防火墙最基本的功能：根据IP地址做转发判断。但要上了大场面这种小伎俩就玩不转了，由于黑客们可以采用IP地址欺骗技术，伪装成合法地址的计算机就可以穿越信任这个地址的防火墙了。不过根据地址的转发决策机制还是最基本和必需的。另外要注意的一点是，不要用DNS主机名建立过滤表，对DNS的伪造比IP地址欺骗要容易多了。
服务器TCP/UDP 端口过滤
仅仅依靠地址进行数据过滤在实际运用中是不可行的，还有个原因就是目标主机上往往运行着多种通信服务，比方说，我们不想让用户采用 telnet的方式连到系统，但这绝不等于我们非得同时禁止他们使用SMTP/POP邮件服务器吧？所以说，在地址之外我们还要对服务器的TCP/ UDP端口进行过滤。
比如，默认的telnet服务连接端口号是23。假如我们不许PC客户机建立对UNIX计算机（在这时我们当它是服务器）的telnet连接，那么我们只需命令防火墙检查发送目标是UNIX服务器的数据包，把其中具有23目标端口号的包过滤就行了。这样，我们把IP地址和目标服务器TCP/UDP端口结合起来不就可以作为过滤标准来实现相当可靠的防火墙了吗？不，没这么简单。
客户机也有TCP/UDP端口
TCP/IP是一种端对端协议，每个网络节点都具有唯一的地址。网络节点的应用层也是这样，处于应用层的每个应用程序和服务都具有自己的对应“地址”，也就是端口号。地址和端口都具备了才能建立客户机和服务器的各种应用之间的有效通信联系。比如，telnet服务器在端口23侦听入站连接。同时telnet客户机也有一个端口号，否则客户机的IP栈怎么知道某个数据包是属于哪个应用程序的呢？
由于历史的原因，几乎所有的TCP/IP客户程序都使用大于1023的随机分配端口号。只有UNIX计算机上的root用户才可以访问1024以下的端口，而这些端口还保留为服务器上的服务所用。所以，除非我们让所有具有大于1023端口号的数据包进入网络，否则各种网络连接都没法正常工作。
这对防火墙而言可就麻烦了，如果阻塞入站的全部端口，那么所有的客户机都没法使用网络资源。因为服务器发出响应外部连接请求的入站（就是进入防火墙的意思）数据包都没法经过防火墙的入站过滤。反过来，打开所有高于1023的端口就可行了吗？也不尽然。由于很多服务使用的端口都大于1023，比如X client、基于RPC的NFS服务以及为数众多的非UNIX IP产品等（NetWare/IP）就是这样的。那么让达到1023端口标准的数据包都进入网络的话网络还能说是安全的吗？连这些客户程序都不敢说自己是足够安全的。
双向过滤
OK，咱们换个思路。我们给防火墙这样下命令：已知服务的数据包可以进来，其他的全部挡在防火墙之外。比如，如果你知道用户要访问Web服务器，那就只让具有源端口号80的数据包进入网络：
不过新问题又出现了。首先，你怎么知道你要访问的服务器具有哪些正在运行的端口号呢？ 象HTTP这样的服务器本来就是可以任意配置的，所采用的端口也可以随意配置。如果你这样设置防火墙，你就没法访问哪些没采用标准端口号的的网络站点了！反过来，你也没法保证进入网络的数据包中具有端口号80的就一定来自Web服务器。有些黑客就是利用这一点制作自己的入侵工具，并让其运行在本机的80端口！
检查ACK位
源地址我们不相信，源端口也信不得了，这个不得不与黑客共舞的疯狂世界上还有什么值得我们信任呢？还好，事情还没到走投无路的地步。对策还是有的，不过这个办法只能用于TCP协议。
TCP是一种可靠的通信协议，“可靠”这个词意味着协议具有包括纠错机制在内的一些特殊性质。为了实现其可靠性，每个TCP连接都要先经过一个“握手”过程来交换连接参数。还有，每个发送出去的包在后续的其他包被发送出去之前必须获得一个确认响应。但并不是对每个TCP包都非要采用专门的ACK包来响应，实际上仅仅在TCP包头上设置一个专门的位就可以完成这个功能了。所以，只要产生了响应包就要设置ACK位。连接会话的第一个包不用于确认，所以它就没有设置ACK位，后续会话交换的TCP包就要设置ACK位了。
举个例子，PC向远端的Web服务器发起一个连接，它生成一个没有设置ACK位的连接请求包。当服务器响应该请求时，服务器就发回一个设置了ACK位的数据包，同时在包里标记从客户机所收到的字节数。然后客户机就用自己的响应包再响应该数据包，这个数据包也设置了ACK位并标记了从服务器收到的字节数。通过监视ACK位，我们就可以将进入网络的数据限制在响应包的范围之内。于是，远程系统根本无法发起TCP连接但却能响应收到的数据包了。
这套机制还不能算是无懈可击，简单地举个例子，假设我们有台内部Web服务器，那么端口80就不得不被打开以便外部请求可以进入网络。还有，对UDP包而言就没法监视ACK位了，因为UDP包压根就没有ACK位。还有一些TCP应用程序，比如FTP，连接就必须由这些服务器程序自己发起。
FTP带来的困难
一般的Internet服务对所有的通信都只使用一对端口号，FTP程序在连接期间则使用两对端口号。第一对端口号用于FTP的“命令通道”提供登录和执行命令的通信链路，而另一对端口号则用于FTP的“数据通道”提供客户机和服务器之间的文件传送。
在通常的FTP会话过程中，客户机首先向服务器的端口21（命令通道）发送一个TCP连接请求，然后执行LOGIN、DIR等各种命令。一旦用户请求服务器发送数据，FTP服务器就用其20端口 (数据通道)向客户的数据端口发起连接。问题来了，如果服务器向客户机发起传送数据的连接，那么它就会发送没有设置ACK位的数据包，防火墙则按照刚才的规则拒绝该数据包同时也就意味着数据传送没戏了。通常只有高级的、也就是够聪明的防火墙才能看出客户机刚才告诉服务器的端口，然后才许可对该端口的入站连接。
UDP端口过滤
好了，我们回过头来看看怎么解决UDP问题。刚才说了，UDP包没有ACK位所以不能进行ACK位过滤。UDP 是发出去不管的“不可靠”通信，这种类型的服务通常用于广播、路由、多媒体等广播形式的通信任务。NFS、DNS、WINS、NetBIOS-over-TCP/IP和 NetWare/IP都使用UDP。
看来最简单的可行办法就是不允许建立入站UDP连接。防火墙设置为只许转发来自内部接口的UDP包，来自外部接口的UDP包则不转发。问题是，比方说，DNS名称解析请求就使用UDP，如果你提供DNS服务，至少得允许一些内部请求穿越防火墙。还有IRC这样的客户程序也使用UDP，如果要让你的用户使用它，就同样要让他们的UDP包进入网络。我们能做的就是对那些从本地到可信任站点之间的连接进行限制。但是，什么叫可信任！如果黑客采取地址欺骗的方法不又回到老路上去了吗？
有些新型路由器可以通过“记忆”出站UDP包来解决这个问题：如果入站UDP包匹配出站UDP包的目标地址和端口号就让它进来。如果在内存中找不到匹配的UDP包就只好拒绝它了！但是，我们如何确信产生数据包的外部主机就是内部客户机希望通信的服务器呢？如果黑客诈称DNS服务器的地址，那么他在理论上当然可以从附着DNS的UDP端口发起攻击。只要你允许DNS查询和反馈包进入网络这个问题就必然存在。办法是采用代理服务器。
所谓代理服务器，顾名思义就是代表你的网络和外界打交道的服务器。代理服务器不允许存在任何网络内外的直接连接。它本身就提供公共和专用的DNS、邮件服务器等多种功能。代理服务器重写数据包而不是简单地将其转发了事。给人的感觉就是网络内部的主机都站在了网络的边缘，但实际上他们都躲在代理的后面，露面的不过是代理这个假面具。 防火墙实现了你的安全政策 防火墙加强了一些安全策略。如果你没有在放置防火墙之前制定安全策略的话，那么就是制定的时候了。它可以不被写成书面形式，但是同样可以作为安全策略。如果你还没有明确关于安全策略应当做什么的话，安装防火墙就是你能做的最好的保 护你的站点的事情，并且要随时维护它也是很不容易的事情。要想有一个好的防火墙，你需要好的安全策略---写成书面的并且被大家所接受。 一个防火墙在许多时候并不是一个单一的设备 除非在特别简单的案例中，防火墙很少是单一的设备，而是一组设备。就算你购买的是一个商用的“all-in-one”防火墙应用程序，你同样得配置其他机器（例如你的网络服务器）来与之一同运行。这些其他的机器被认为是防火墙的一部分，这包含了对这些机器的配置和管理方式，他们所信任的是什么，什么又将他们作为可信的等等。你不能简单的选择一个叫做“防火墙”的设备却期望其担负所有安全责任。
2. 防火墙并不是现成的随时获得的产品
选择防火墙更像买房子而不是选择去哪里度假。防火墙和房子很相似，你必须每天和它待在一起，你使用它的期限也不止一两个星期那么多。都需要维护否则都会崩溃掉。建设防火墙需要仔细的选择和配置一个解决方案来满足你的需求，然后不断的去维护它。需要做很多的决定，对一个站点是正确的解决方案往往对另外站点来说是错误的。
3. 防火墙并不会解决你所有的问题
并不要指望防火墙靠自身就能够给予你安全。防火墙保护你免受一类攻击的威胁，人们尝试从外部直接攻击内部。但是却不能防止从LAN内部的攻击，它甚至不能保护你免受所有那些它能检测到的攻击。
4. 使用默认的策略
正常情况下你的手段是拒绝除了你知道必要和安全的服务以外的任何服务。但是新的漏洞每天都出现，关闭不安全的服务意味着一场持续的战争。
5. 有条件的妥协，而不是轻易的
人们都喜欢做不安全的事情。如果你允许所有的请求的话，你的网络就会很不安全。如果你拒绝所有的请求的话，你的网络同样是不安全的，你不会知道不安全的东西隐藏在哪里。那些不能和你一同工作的人将会对你不利。你需要找到满足用户需求的方式，虽然这些方式会带来一定量的风险。
6. 使用分层手段
并在一个地点以来单一的设备。使用多个安全层来避免某个失误造成对你关心的问题的侵害。
7. 只安装你所需要的
防火墙机器不能像普通计算机那样安装厂商提供的全部软件分发。作为防火墙一部分的机器必须保持最小的安装。即使你认为有些东西是安全的也不要在你不需要的时候安装它。
8. 使用可以获得的所有资源
不要建立基于单一来源的信息的防火墙，特别是该资源不是来自厂商。有许多可以利用的资源：例如厂商信息，我们所编写的书，邮件组，和网站。
9. 只相信你能确定的
不要相信图形界面的手工和对话框或是厂商关于某些东西如何运行的声明，检测来确定应当拒绝的连接都拒绝了。检测来确定应当允许的连接都允许了。
10. 不断的重新评价决定
你买的房子今天可能已经不适合你了。同样的，你一年以前所安装的防火墙对于你现在的情况已经不是最好的解决方案了。对于防火墙你应当经常性的评估你的决定并确认你仍然有合理的解决方案。更改你的防火墙，就像搬新家一样，需要明显的努力和仔细的计划。
11. 要对失败有心理准备
做好最坏的心理准备。防火墙不是万能的,对一些新出现的病毒和木马可能没有反映,要时常的更新.机器可能会停止运行，动机良好的用户可能会做错事情，有恶意动机的用户可能做坏的事情并成功的打败你。但是一定要明白当这些事情发生的时候这并不是一个完全的灾难，因为病毒发展迅速，而且品种繁多，防火墙不可能全部都能阻拦，所以要做好最坏的心理准备的同时还要为下一步预防做好打算，加强自身的安全防护。 Online Armor Free 4.0.0.35-免费版本
Malware Defender 2.6.0-国产防火墙
Kaspersky Internet Security 2010 9.0.0.736
Privatefirewall 7.0.20.36-免费版本
Outpost Firewall Free 2009 6.5.1.2725.381.0687-免费版本
ZoneAlarm Extreme Security 9.1.008.000
Norton Internet Security 2010 17.5.0.127
Jetico Personal Firewall 2.1.0.7.2412
BitDefender Internet Security 2010 13.0.19.347
Trend Micro Internet Security Pro 2010 17.50.1647.0000
avast! Internet Security 5.0.418.0
McAfee Internet Security 2010 11.0.378
Panda Internet Security 2010 15.01.00 1、如何关闭windows防火墙　　a：打开“开始”菜单，“运行”输入control命令打开控制面板；　　b：在控制面板中找到“防火墙”图标双击打开；　　c：选择“关闭（不推荐）”并确定即可关闭防火墙。
2、如何打开windows防火墙　　只需将关闭防火墙的第三步改成“启用（推荐）”即可开启示windows防火墙。

三、防火墙的基本定义

防火墙（Firewall），也称防护墙，是由Check Point创立者Gil Shwed于1993年发明并引入国际互联网（US5606668（A）1993-12-15）。

所谓防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障.是一种获取安全性方法的形象说法，它是一种计算机硬件和软件的结合，使Internet与Intranet之间建立起一个安全网关（Security Gateway），从而保护内部网免受非法用户的侵入，防火墙主要由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关4个部分组成，防火墙就是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件或硬件。该计算机流入流出的所有网络通信和数据包均要经过此防火墙。在网络中，所谓“防火墙”，是指一种将内部网和公众访问网（如Internet）分开的方法，它实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络。换句话说，如果不通过防火墙，公司内部的人就无法访问Internet，Internet上的人也无法和公司内部的人进行通信。