【安全设备】下一代防火墙

一、什么是防火墙

防火墙是一个网络安全产品，它是由软件和硬件设备组合而成，在内网和外网之间、专用网与公共网之间的一种保护屏障。在计算机网络的内网和外网之间构建一道相对隔离的保护屏障，以达到保护资料的目的。它是一种隔离技术，可以防止非法用户的侵入，同时及时发现并处理计算机网络运行时潜在的安全风险、数据传输等问题，确保计算机网络正常运行。

二、防火墙的发展史

防火墙的发展经历了从包过滤到下一代防火墙（NG）的几个重要阶段。

包过滤防火墙（第一代防火墙）
- 特点：这一阶段的防火墙主要基于访问控制列表（ACL），以单个数据包为检测对象。它们仅根据数据包的报头信息，如IP地址和端口号进行过滤操作。
- 限制：这种防火墙无法关联数据包之间的联系，且数据往返需要双向全通策略，这导致安全性降低。
代理防火墙（第二代防火墙）
- 特点：在应用层代理内部网络和外部网络之间的通信，安全性能较高。
- 限制：处理速度较慢，并且难以针对每种应用独立开发代理服务程序，因此只能够支持有限的应用访问请求。
状态监测防火墙（第三代防火墙）
- 特点：通过引入“会话”概念，跟踪网络连接的状态，从而提供更高效的流量控制和安全性能。
- 创新：它解决了包过滤防火墙的局限性，提高了转发效率，并能实现基于连接状态的检测机制。
统一威胁管理（UTM，第四代防火墙）
- 特点：集成了状态监测、VPN、防病毒、邮件过滤等多种功能，实现了对网络全方位地保护。
- 限制：由于多个防护功能同时运行，可能导致效率降低，并且缺乏深度报文检测能力。
下一代防火墙（NG，第五代防火墙）
- 特点：采用DPI技术深入应用层检测，提供内容识别、用户认证、入侵防御检测功能以及防病毒功能等。
- 优势：基于2-7层的防护，解决了前几代防火墙在效率和深度检测方面的不足，是目前最常见的防火墙类型。

三、部署模式

防火墙的部署模式主要包括路由模式、透明模式、旁路模式和混合模式。

1.路由模式

特点：在路由模式下，防火墙作为网络层的一部分，其接口具有IP地址，需要重新规划原有的网络拓扑。此时，防火墙相当于路由器，位于内部网络与外部网络之间，并连接DMZ（Demilitarized Zone，非军事区）区域。
功能：这种模式能够实现ACL（Access Control List，访问控制列表）包过滤、ASPF（Application Specific Packet Filtering，应用层特定数据包过滤）动态过滤和NAT（Network Address Translation，网络地址转换）等功能。然而，这种模式需要对网络拓扑进行修改，包括更改内部网络用户的网关和路由器的路由配置，因此在实施时需要权衡利弊。

2.透明模式

特点：透明模式下的防火墙接口不具有IP地址，工作在数据链路层，对所有网络设备透明，这意味着用户通常感觉不到防火墙的存在。
功能：该模式避免了修改网络拓扑结构的复杂性，只需将防火墙设备像网桥一样插入网络即可。透明模式通过MAC地址进行通信，防火墙在二层（数据链路层）区域间转发报文时表现为透明网桥。该模式支持ACL规则检查、ASPF状态过滤、防攻击检查及流量监控等功能。

3.旁路模式

特点：旁路模式下，防火墙通过连接到交换机的特定镜像端口（SPAN 或 Mirror Port）获取网络流量的副本。这种方式使得防火墙仅对流量进行监控和分析，而不影响正常流量的传输。

功能：通常需要在交换机上配置相应的端口镜像，将需要监控的流量引导到连接防火墙的接口上。防火墙则将这些接收到的流量进行处理，如入侵检测、防病毒检查等。

4.混合模式

特点：混合模式结合了路由模式和透明模式的特点，部分接口配置IP地址（工作在路由模式），而其他接口不配置IP地址（工作在透明模式）。
应用场景：这种模式主要用于需要双机热备份的情况。例如，当防火墙同时连接到内部网络和外部网络时，某些接口可能配置为使用VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议），而其他接口则处于透明模式。这种灵活的部署方式使防火墙能够适应复杂的网络结构，提供更全面的网络保护。