计算系统与网络安全 Computer System and Network Security 电子科技大学 计算机科学与工程学院 2019/4/26

第5章 网络隔离技术 路由器与安全体系结构 网络隔离的基本概念 网络隔离的基本内容 网络隔离的主要方法 总结 2019/4/26

第5章 网络隔离技术 路由器与安全体系结构 网络隔离的基本概念 网络隔离的基本内容 网络隔离的主要方法 总结 2019/4/26

目标 掌握路由器的工作原理 掌握路由器在信息安全体系结构中的作用 了解路由器与防火墙的协同工作方法 2019/4/26

TCP/IP基础 TCP/IP协议栈 2019/4/26

TCP/IP基础（续） 协议数据的封装 2019/4/26

路由器的基本概念 路由器（Router）是用于连接两个或者多个网络的网络互连设备 路由器工作在TCP/IP协议栈中的IP层 Network 1 Network 1 2019/4/26

路由器的工作原理（续） 路由器的协议层次 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 2019/4/26

路由器的工作原理（续） 路由器的路由功能 202.115.23 IP 地址？ 202.115.24 202.115.22 2019/4/26

路由器与安全体系结构 路由器作为安全体系结构的边界控制组建 两种部署方案： 路由器作为整个安全体系的一部分 路由器作为唯一的边界安全设备 其他安 全设备 路由器作为安全体系的一部分 路由器是唯一的边界安全设备 2019/4/26

路由器与安全体系结构（续） 路由器作为安全体系结构的一部分 路由器执行最基本的操作： 报文转发 包过滤 入口过滤 出口过滤 基于网络的应用程序识别（Network-Based Application Recognition: NBAR):对流媒体信息进行标记处理；更深层次的概念涉及“服务质量”（QoS） 2019/4/26

路由器与安全体系结构（续） 路由器作为唯一的边界安全设备 需要解决几个关键问题： 路由器的位置 功能选择 根据应用需求不同，路由器的位置也不尽相同 功能选择 如何合理的选择路由器功能 2019/4/26

路由器与安全体系结构（续） 路由器的位置 路由器作为外部网络和内部网络的分隔设备 路由器是作为内部子网的分隔设备 内部网络1 内部网络 2019/4/26

路由器与安全体系结构（续） 如何合理的选择路由器功能？ 网络地址转换 包过滤 状态包过滤 访问控制 2019/4/26

路由器的加固 路由器加固指提高路由器自身的安全性 加固方法有： 加固操作系统 锁住管理点： Telnet：远程登录 SSH：安全脚本 TFTP/FTP：文件传输 SNMP：简单网络管理 认证和口令 禁止服务器（如Bootp，HTTP等） 2019/4/26

路由器的加固（续） 禁止不必要的服务：如NTP，finger等 阻断因特网控制消息协议（ICMP） 禁止源路由 路由器日志查看 2019/4/26

结论 路由器既是网络连接设备，也可作为网络安全设备 路由器可以作为整个安全体系的一部分，也可作为唯一的边界安全设备 路由器可以放置在内网和外网的中间，也可作为内部子网的分隔设备 在路由器在安全体系结构中的作用需要特别重视 2019/4/26

第5章 网络隔离技术 路由器与安全体系结构 网络隔离的基本概念 网络隔离的基本内容 网络隔离的主要方法 总结 2019/4/26

资源隔离技术 什么是资源隔离？ 什么是安全区域（Secure Zone）？ 什么是资源？ 资源隔离是将不同的资源划归为同一个安全区域。 安全区域是属于同一个物理或者逻辑组织的一组资源集合 划分安全区域的目的是： 更好的规划和设计安全策略 什么是资源？ 物理设备：网络设备、主机设备、电子设备。。。。 应用和程序：Web服务器，Mail服务器，。。。 数据：文档，数据库。。。。 2019/4/26

资源隔离技术（续） 为什么需要进行资源隔离？ 资源隔离的主要目的是将入侵行为带来的影响控制在特定的区域 资源隔离有助于更好的实施安全策略 资源隔离有助于实施管理 2019/4/26

资源隔离的内容 资源隔离的内容 子网隔离 主机隔离 服务隔离 用户隔离 数据隔离 广义的资源隔离包括网络隔离 2019/4/26

资源隔离的内容（续） 子网隔离 安全性要求不同的部门属于不同子网 不同的业务部门属于不同子网 物理距离大的部门属于不同的子网 财务部 市场部 信息部 生产部 财务部 市场部 2019/4/26

资源隔离的内容（续） 主机隔离 Mail DB Mail DB 2019/4/26

资源隔离的内容（续） 服务隔离 Mail & DB Mail DB 2019/4/26

资源隔离的内容（续） 用户隔离 管理员 & 其他用户 其他用户 管理员 2019/4/26

资源隔离的内容（续） 数据隔离 DB & DOC DB DOC 2019/4/26

资源隔离的主要依据 资源敏感度 资源受到损害的可能性 易管理性 设计者自己的分类标准 不同敏感度的资源属于不同的安全区域 易受损害的资源和不易受损害的资源属于不同的安全区域 易管理性 资源分隔应该有利于管理 设计者自己的分类标准 根据安全策略进行资源分隔 2019/4/26

资源隔离的基本方法 同一子网内的资源隔离 不同子网的资源隔离 2019/4/26

资源隔离的基本方法（续） 同一子网内的资源隔离 如果不同的服务确实需要运行在同一主机之上，可以采用以下方法： 使用专用服务器来提供安全区域 不同服务用不同的用户身份进行管理 使用特定的工具进行安全区域的划分：如目录分隔，磁盘分区分隔等 使用专用服务器来提供安全区域 不同服务尽可能运行在不同的服务器上 2019/4/26

资源隔离的基本方法（续） 不同子网的资源隔离 广播子网与其他子网隔离 2019/4/26

资源隔离的基本方法（续） 不同子网的资源隔离 公共子网和内部子网隔离 内部服务器 外部服务器 工作站 内部服务器 外部服务器 工作站 2019/4/26

实现资源隔离的技术 路由器 防火墙 交换机 VLAN 2019/4/26

实现资源隔离的技术（续） 路由器 Internet 2019/4/26

实现资源分隔的技术（续） 防火墙 Internet 2019/4/26

实现资源分隔的技术（续） 防火墙 Internet 2019/4/26

实现资源分隔的技术（续） VLAN VLAN是实现资源隔 离的有效方法 VLAN1 VLAN3 VLAN2 2019/4/26

实现资源分隔的技术（续） VLAN的原理 App App TCP,UDP TCP,UDP IP IP DL DL Physical 传统的交换机：两层交换 VLAN中的交换机：三层交换 2019/4/26

实现资源分隔的技术（续） VLAN的原理 路由 ACL 。。。 VLAN中的交换机：三层交换 App TCP,UDP IP DL Physical VLAN中的交换机：三层交换 2019/4/26

资源隔离实例分析 邮件服务器分隔 Internet 公共邮件中继服务器 内部邮件服务中心服务器 2019/4/26

资源隔离实例分析 DNS服务器分隔 Internet 公共DNS服务器 内部DNS服务器 2019/4/26

资源隔离实例分析（续） 无线接入分隔 公共服务器区 Internet 边界防火墙 内部防火墙 内部服务器区 2019/4/26

总结 广义的资源隔离包括网络隔离 资源隔离可以在一定程度上降低安全风险，从而优化安全体系结构 资源隔离的内容包括：子网隔离、主机隔离、服务隔离、用户隔离、数据隔离 资源隔离的技术包括：路由器、防火墙，交换机和VLAN 2019/4/26

教材与参考书 教材： 李毅超 曹跃，网络与系统攻击技术 电子科大出版社 2007 周世杰 陈伟 钟婷，网络与系统防御技术 电子科大出版社 2007 参考书 阙喜戎 等 编著，信息安全原理及应用，清华大学出版社 Christopher M.King, Curitis E.Dalton, T. Ertem Osmanoglu（常晓波等译）. 安全体系结构的设计、部署与操作，清华大学出版社，2003(Christopher M.King, et al, Security Architecture, design, deployment & Operations ) William Stallings，密码编码学与网络安全－原理与实践（第三版），电子工业出版社，2004 Stephen Northcutt， 深入剖析网络边界安全，机械工业出版社，2003 冯登国，计算机通信网络安全，2001 Bruce Schneier, Applied Cryptography, Protocols, algorithms, and source code in C (2nd Edition)( 应用密码学 －协议、算法与C源程序， 吴世忠、祝世雄、张文政等译) 蔡皖东，网络与信息安全，西北工业大学出版社，2004 2019/4/26

Any Question? Q&A 2019/4/26