网络安全的课题

Question

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Answer 1

众所周知，安全才是网络的生存之本。没有安全保障的信息资产，就无法实现自身的价值。作为信息的载体，网络亦然。网络安全的危害性显而易见，而造成网络安全问题的原因各不相同。

第一章 前 言

第二章 网络安全概述

第三章 网络安全解决方案

第四章 典型应用案例

第五章 未来网络安全解决方案发展趋势

第一章 前 言

当今的网络运营商正在经历一个令人振奋的信息爆炸时代，网络骨干带宽平均每六到九个月就要增加一倍。数据业务作为其中起主导作用的主要业务类型，要求并驱动网络结构开始发生根本性的改变。光互联网的出现为基于IP技术的网络应用奠定了新的基础。伴随网络的普及，信息网络技术的应用、关键业务系统扩展，电信部门业务系统安全成为影响网络效能的重要问题，而Internet所具有的开放性、国际性和自由性在增加应用自由度的同时，对安全提出了更高的要求。由于国际形势的变化，加剧了爆发"网络战争"的可能性，保障网络及信息安全直接关系到国家的经济安全甚至国家安全。因此如何使信息网络系统不受黑客和间谍的入侵，已成为国家电信基础网络健康发展所要考虑的重要问题。

在新的电信市场环境中，需求的多元化和信息消费的个性化逐渐成为必然趋势，这一点在数据通信领域体现得尤为明显。经过几年努力，公用数据通信网络在规模上和技术层次上都有了一个飞跃，用户数持续高速增长，信息业务用户发展尤为迅猛，全国性大集团性用户不断增加，并且开始向企业用户转移；政府上网工程进展顺利，电子商务已全面启动，中国电信安全认证体系通过了中国密码管理委员会和信息产业部举行的联合鉴定，并与金融部门开展了有效的合作。电信同时提供Internet接入业务，IP电话业务以及其他业务．该IP承载网承载图象、语音和数据的统一平台，强调Qos，VPN和计费等，成为新时代的多业务承载网。中国电信数据通信的发展定位于网络服务，实现个性化的服务。事实上，这一类网络功能非常丰富，如储值卡业务、电子商务认证平台、虚拟专用网等。而这一切都依赖于网络安全的保障，如果没有安全，个性化服务就根本无从谈起。只有电信的基础平台完善了，功能强化了，安全问题得到保障了，才能够提供真正个性化的服务。

由于电信部门的特殊性，传递重要信息、是整个国民通信系统的基础。它的安全性是尤其重要的。由于我们的一些技术和国外还有一定差距，国内现有的或正在建设中的网络，采用的网络设备和网络安全产品几乎全是国外厂家的产品。而只有使用国内自主研制的信息安全产品、具有自主版权的安全产品，才能真正掌握信息战场上的主动权，才能从根本上防范来自各种非法的恶意攻击和破坏。现今大多数计算机网络都把安全机制建立在网络层安全机制上，认为网络安全就仅仅是防火墙、加密机等设备。随着网络的互联程度的扩大，具体应用的多元化，这种安全机制对于网络环境来讲是十分有限的。面对种种威胁，必须采取有力的措施来保证计算机网络的安全。必须对网络的情况做深入的了解，对安全要求做严谨的分析，提出一个完善的安全解决方案。本方案根据电信网络的具体网络环境和具体的应用，介绍如何建立一套针对电信部门的完整的网络安全解决方案。

第二章 网络安全概述

网络安全的定义

什么是计算机网络安全，尽管现在这个词很火，但是真正对它有个正确认识的人并不多。事实上要正确定义计算机网络安全并不容易，困难在于要形成一个足够去全面而有效的定义。通常的感觉下，安全就是"避免冒险和危险"。在计算机科学中，安全就是防止：

未授权的使用者访问信息

未授权而试图破坏或更改信息

这可以重述为"安全就是一个系统保护信息和系统资源相应的机密性和完整性的能力"。注意第二个定义的范围包括系统资源，即CPU、硬盘、程序以及其他信息。

在电信行业中，网络安全的含义包括：关键设备的可靠性；网络结构、路由的安全性；具有网络监控、分析和自动响应的功能；确保网络安全相关的参数正常；能够保护电信网络的公开服务器（如拨号接入服务器等）以及网络数据的安全性等各个方面。其关键是在满足电信网络要求，不影响网络效率的同时保障其安全性。

电信行业的具体网络应用（结合典型案例）

电信整个网络在技术上定位为以光纤为主要传输介质，以IP为主要通信协议。所以我们在选用安防产品时必须要达到电信网络的要求。如防火墙必须满足各种路由协议，QOS的保证、MPLS技术的实现、速率的要求、冗余等多种要求。这些都是电信运营商应该首先考虑的问题。电信网络是提供信道的，所以IP优化尤其重要，至少包括包括如下几个要素：

网络结构的IP优化。网络体系结构以IP为设计基础，体现在网络层的层次化体系结构，可以减少对传统传输体系的依赖。

IP路由协议的优化。

IP包转发的优化。适合大型、高速宽带网络和下一代因特网的特征，提供高速路由查找和包转发机制。

带宽优化。在合理的QoS控制下，最大限度的利用光纤的带宽。

稳定性优化。最大限度的利用光传输在故障恢复方面快速切换的能力，快速恢复网络连接，避免路由表颤动引起的整网震荡，提供符合高速宽带网络要求的可靠性和稳定性。

从骨干层网络承载能力，可靠性，QoS，扩展性，网络互联，通信协议，网管，安全，多业务支持等方面论述某省移动互联网工程的技术要求。

骨干层网络承载能力

骨干网采用的高端骨干路由器设备可提供155M POS端口。进一步，支持密集波分复用(DWDM)技术以提供更高的带宽。网络核心与信息汇聚点的连接速率为155M连接速率，连接全部为光纤连接。

骨干网设备的无阻塞交换容量具备足够的能力满足高速端口之间的无丢包线速交换。骨干网设备的交换模块或接口模块应提供足够的缓存和拥塞控制机制，避免前向拥塞时的丢包。

可靠性和自愈能力

包括链路冗余、模块冗余、设备冗余、路由冗余等要求。对某省移动互联网工程这样的运营级宽带IP骨干网络来说，考虑网络的可靠性及自愈能力是必不可少的。

链路冗余。在骨干设备之间具备可靠的线路冗余方式。建议采用负载均衡的冗余方式，即通常情况下两条连接均提供数据传输，并互为备份。充分体现采用光纤技术的优越性，不会引起业务的瞬间质量恶化，更不会引起业务的中断。

模块冗余。骨干设备的所有模块和环境部件应具备1+1或1：N热备份的功能，切换时间小于3秒。所有模块具备热插拔的功能。系统具备99.999%以上的可用性。

设备冗余。提供由两台或两台以上设备组成一个虚拟设备的能力。当其中一个设备因故障停止工作时，另一台设备自动接替其工作，并且不引起其他节点的路由表重新计算，从而提高网络的稳定性。切换时间小于3秒，以保证大部分IP应用不会出现超时错误。

路由冗余。网络的结构设计应提供足够的路由冗余功能，在上述冗余特性仍不能解决问题，数据流应能寻找其他路径到达目的地址。在一个足够复杂的网络环境中，网络连接发生变化时，路由表的收敛时间应小于30秒。

拥塞控制与服务质量保障

拥塞控制和服务质量保障(QoS)是公众服务网的重要品质。由于接入方式、接入速率、应用方式、数据性质的丰富多样，网络的数据流量突发是不可避免的，因此，网络对拥塞的控制和对不同性质数据流的不同处理是十分重要的。

业务分类。网络设备应支持6~8种业务分类(CoS)。当用户终端不提供业务分类信息时，网络设备应根据用户所在网段、应用类型、流量大小等自动对业务进行分类。

接入速率控制。接入本网络的业务应遵守其接入速率承诺。超过承诺速率的数据将被丢弃或标以最低的优先级。

队列机制。具有先进的队列机制进行拥塞控制，对不同等级的业务进行不同的处理，包括时延的不同和丢包率的不同。

先期拥塞控制。当网络出现真正的拥塞时，瞬间大量的丢包会引起大量TCP数据同时重发，加剧网络拥塞的程度并引起网络的不稳定。网络设备应具备先进的技术，在网路出现拥塞前就自动采取适当的措施，进行先期拥塞控制，避免瞬间大量的丢包现象。

资源预留。对非常重要的特殊应用，应可以采用保留带宽资源的方式保证其QoS。

端口密度扩展。设备的端口密度应能满足网络扩容时设备间互联的需要。

网络的扩展能力

网络的扩展能力包括设备交换容量的扩展能力、端口密度的扩展能力、骨干带宽的扩展，以及网络规模的扩展能力。

交换容量扩展。交换容量应具备在现有基础上继续扩充多容量的能力，以适应数据类业务急速膨胀的现实。

骨干带宽扩展。骨干带宽应具备高的带宽扩展能力，以适应数据类业务急速膨胀的现实。

网络规模扩展。网络体系、路由协议的规划和设备的CPU路由处理能力，应能满足本网络覆盖某省移动整个地区的需求。

与其他网络的互联

保证与中国移动互联网，INTERNET国内国际出口的无缝连接。

通信协议的支持

以支持TCP/IP协议为主，兼支持IPX、DECNET、APPLE－TALK等协议。提供服务营运级别的网络通信软件和网际操作系统。

支持RIP、RIPv2、OSPF、IGRP、EIGRP、ISIS等路由协议。根据本网规模的需求，必须支持OSPF路由协议。然而，由于OSPF协议非常耗费CPU和内存，而本网络未来十分庞大复杂，必须采取合理的区域划分和路由规划(例如网址汇总等)来保证网络的稳定性。

支持BGP4等标准的域间路由协议,保证与其他IP网络的可靠互联。

支持MPLS标准，便于利用MPLS开展增值业务，如VPN、TE流量工程等。

网络管理与安全体系

支持整个网络系统各种网络设备的统一网络管理。

支持故障管理、记帐管理、配置管理、性能管理和安全管理五功能。

支持系统级的管理，包括系统分析、系统规划等；支持基于策略的管理，对策略的修改能够立即反应到所有相关设备中。

网络设备支持多级管理权限，支持RADIUS、TACACS+等认证机制。

对网管、认证计费等网段保证足够的安全性。

IP增值业务的支持

技术的发展和大量用户应用需求将诱发大量的在IP网络基础上的新业务。因此，运营商需要一个简单、集成化的业务平台以快速生成业务。MPLS技术正是这种便于电信运营商大规模地快速开展业务的手段。

传送时延

带宽成本的下降使得当今新型电信服务商在进行其网络规划时，会以系统容量作为其主要考虑的要素。但是，有一点需要提起注意的是，IP技术本身是面向非连接的技术，其最主要的特点是，在突发状态下易于出现拥塞，因此，即使在高带宽的网络中，也要充分考虑端到端的网络传送时延对于那些对时延敏感的业务的影响，如根据ITU－T的标准端到端的VoIP应用要求时延小于150ms。对于应用型实际运营网络，尤其当网络负荷增大时，如何确保时延要求更为至关重要，要确保这一点的关键在于采用设备对于延迟的控制能力，即其延迟能力在小负荷和大量超负荷时延迟是否都控制在敏感业务的可忍受范围内。

RAS (Reliability, Availability, Serviceability)

RAS是运营级网络必须考虑的问题，如何提供具有99.999%的业务可用性的网络是网络规划和设计的主要考虑。在进行网络可靠性设计时，关键点在于网络中不能因出现单点故障而引起全网瘫痪，特别在对于象某省移动这些的全省骨干网而言更是如此。为此，必须从单节点设备和端到端设备提供整体解决方案。Cisco7500系列路由器具有最大的单节点可靠性，包括电源冗余备份，控制板备份，交换矩阵备份，风扇的合理设计等功能；整体上，Cisco通过提供MPLSFRR和MPLS流量工程技术，可以保证通道级的快速保护切换，从而最大程度的保证了端到端的业务可用性。

虚拟专用网(VPN)

虚拟专用网是目前获得广泛应用，也是目前运营商获得利润的一种主要方式。除了原有的基于隧道技术，如IPSec、L2TP等来构造VPN之外，Cisco还利用新型的基于标准的MPLSVPN来构造Intrane和Extranet，并可以通过MPLSVPN技术提供Carrier'sCarrier服务。这从网络的可扩展性，可操作性等方面开拓了一条新的途径；同时，极大地简化了网络运营程序，从而极大地降低了运营费用。另外，采用Cisco跨多个AS及多个域内协议域的技术可使某省移动可随着其网络的不断增长扩展其MPLSVPN业务的实施，并可与其他运营商合作实现更广阔的业务能力。

服务质量保证

通常的Internet排队机制如:CustomerQueue,PriorityQueue,CBWFQ,WRR,WRED等技术不能完全满足对时延敏感业务所要求的端到端时延指标。为此，选用MDRR/WRED技术，可以为对时延敏感业务生成单独的优先级队列，保证时延要求；同时还专门对基于Multicast的应用提供了专门的队列支持，从而从真正意义上向网上实时多媒体应用迈进一步。

根据以上对电信行业的典型应用的分析，我们认为，以上各条都是运营商最关心的问题，我们在给他们做网络安全解决方案时必须要考虑到是否满足以上要求，不影响电信网络的正常使用，可以看到电信网络对网络安全产品的要求是非常高的。

网络安全风险分析

瞄准网络存在的安全漏洞，黑客们所制造的各类新型的风险将会不断产生，这些风险由多种因素引起，与网络系统结构和系统的应用等因素密切相关。下面从物理安全、网络安全、系统安全、应用安全及管理安全进行分类描述：

1、物理安全风险分析

我们认为网络物理安全是整个网络系统安全的前提。物理安全的风险主要有：

地震、水灾、火灾等环境事故造成整个系统毁灭

电源故障造成设备断电以至操作系统引导失败或数据库信息丢失

电磁辐射可能造成数据信息被窃取或偷阅

不能保证几个不同机密程度网络的物理隔离

2、网络安全风险分析

内部网络与外部网络间如果在没有采取一定的安全防护措施，内部网络容易遭到来自外网的攻击。包括来自internet上的风险和下级单位的风险。

内部局网不同部门或用户之间如果没有采用相应一些访问控制，也可能造成信息泄漏或非法攻击。据调查统计，已发生的网络安全事件中，70%的攻击是来自内部。因此内部网的安全风险更严重。内部员工对自身企业网络结构、应用比较熟悉，自已攻击或泄露重要信息内外勾结，都将可能成为导致系统受攻击的最致命安全威胁。

3、系统的安全风险分析

所谓系统安全通常是指网络操作系统、应用系统的安全。目前的操作系统或应用系统无论是Windows还是其它任何商用UNIX操作系统以及其它厂商开发的应用系统，其开发厂商必然有其Back-Door。而且系统本身必定存在安全漏洞。这些"后门"或安全漏洞都将存在重大安全隐患。因此应正确估价自己的网络风险并根据自己的网络风险大小作出相应的安全解决方案。

4、应用的安全风险分析

应用系统的安全涉及很多方面。应用系统是动态的、不断变化的。应用的安全性也是动态的。比如新增了一个新的应用程序，肯定会出现新的安全漏洞，必须在安全策略上做一些调整，不断完善。

4.1 公开服务器应用

电信省中心负责全省的汇接、网络管理、业务管理和信息服务，所以设备较多包括全省用户管理、计费服务器、认证服务器、安全服务器、网管服务器、DNS服务器等公开服务器对外网提供浏览、查录、下载等服务。既然外部用户可以正常访问这些公开服务器，如果没有采取一些访问控制，恶意入侵者就可能利用这些公开服务器存在的安全漏洞（开放的其它协议、端口号等）控制这些服务器，甚至利用公开服务器网络作桥梁入侵到内部局域网，盗取或破坏重要信息。这些服务器上记录的数据都是非常重要的，完成计费、认证等功能，他们的安全性应得到100%的保证。

4.2 病毒传播

网络是病毒传播的最好、最快的途径之一。病毒程序可以通过网上下载、电子邮件、使用盗版光盘或软盘、人为投放等传播途径潜入内部网。网络中一旦有一台主机受病毒感染，则病毒程序就完全可能在极短的时间内迅速扩散，传播到网络上的所有主机，有些病毒会在你的系统中自动打包一些文件自动从发件箱中发出。可能造成信息泄漏、文件丢失、机器死机等不安全因素。

4.3信息存储

由于天灾或其它意外事故，数据库服务器造到破坏，如果没有采用相应的安全备份与恢复系统，则可能造成数据丢失后果，至少可能造成长时间的中断服务。

4.4 管理的安全风险分析

管理是网络中安全最最重要的部分。责权不明，安全管理制度不健全及缺乏可操作性等都可能引起管理安全的风险。

比如一些员工或管理员随便让一些非本地员工甚至外来人员进入机房重地，或者员工有意无意泄漏他们所知道的一些重要信息，而管理上却没有相应制度来约束。当网络出现攻击行为或网络受到其它一些安全威胁时（如内部人员的违规操作等），无法进行实时的检测、监控、报告与预警。同时，当事故发生后，也无法提供黑客攻击行为的追踪线索及破案依据，即缺乏对网络的可控性与可审查性。这就要求我们必须对站点的访问活动进行多层次的记录，及时发现非法入侵行为。

建立全新网络安全机制，必须深刻理解网络并能提供直接的解决方案，因此，最可行的做法是管理制度和技术解决方案的结合。