防火墙设计原则及重点(2)透明模式及市场定位

4.透明性

防火墙的透明性指防火墙对于用户是透明的,在防火墙接入网络时,网络和用户无需做任何设置和改动,也根本意识不到防火墙的存在。

防火墙作为一个实际存在的物理设备,要想放入已存在地网络中又不对网络有任何影响,就必须以网桥的方式置入网络。传统方式下,防火墙安装时,更象是一台路由器或者网关,原有网络拓扑结构往往需要改变,网络设备(包括主机和路由器)的设置(IP和网关、DNS、路由表等等)也需要改变。但如果防火墙采用了透明模式,即采用类似网桥的方式运行,用户将不必重新设定和修改路由,也不需要知道防火墙的位置,防火墙就可以直接安装和放置到网络中使用。

透明模式最大的好处在于现有网络无需做任何改动,这就方便了很多客户,再者,从透明模式转换到非透明模式又很容易,适用性显然较广。当然,此时的防火墙仅仅起到一个防火墙的作用,其他网关位置的功能如NAT、VPN功能不再适用,当然,其他功能如透明代理还可以 继续使用。

目前透明模式的实现上可采用ARP代理和路由技术实现。此时防火墙相当于一个ARP代理的功能。内网(可以仍含有路由器或子网,依次类推)、防火墙、路由器的位置大致如下:

内网―――――防火墙―――――路由器

(需要说明的是,这种方式是绝大多数校园网级网络的实现方式)

内网主机要想实现透明访问,必须能够透明的传送内网和路由器之间的ARP包,而此时由于事实上内网和路由器之间无法连通,防火墙就必须配置成一个ARP代理(ARP Proxy)在内网主机和路由器之间传递ARP包。防火墙所要做的就是当路由器发送ARP广播包询问内网内的某一主机的硬件地址时,防火墙用和路由器相连接口的MAC地址回送ARP包;内网内某一主机发送ARP广播包询问路由器的硬件地址时,防火墙用和内网相连接口的MAC地址回送ARP包,因此路由器和内网主机都认为将数据包发给了对方,而实际上是发给了防火墙转发。

显然,此时防火墙还必须实现路由转发,使内外网之间的数据包能够透明的转发。另外,防火墙要起到防火墙的作用,显然还需要把数据包上传给本身应用层处理(此时实现应用层代理、过滤等功能),此时需要端口转发来实现(?这个地方不是十分清楚,也没找到相关资料)。透明模式和非透明模式在网络拓扑结构上的最大区别就是:透明模式的两块网卡(与路由器相连的和与内网相连的)在一个网段(也和子网在同一个网段);而非透明模式的两块网卡分别属于两个网段(内网可能是内部不可路由地址,外网则是合法地址)。

这个过程如下:

1. 用ARP代理实现路由器和子网的透明连接(网络层)

2. 用路由转发在IP层实现数据包传递(IP层)

3. 用端口重定向实现IP包上传到应用层(IP层)

前边我们讨论过透明代理,和这里所说的防火墙的透明模式是两个概念。透明代理主要是为实现内网主机可以透明的访问外网,而无需考虑自己是不可路由地址还是可路由地址。内网主机在使用内部网络地址的情况下仍然可以使用透明代理,此时防火墙既起到网关的作用又起到代理服务器的作用(显然此时不是透明模式)。

需要澄清的一点是,内外网地址的转换(即NAT,透明代理也是一种特殊的地址转换)和透明模式之间并没有必然的联系。透明模式下的防火墙能实现透明代理,非透明模式下的防火墙(此时它必然又是一个网关)也能实现透明代理。它们的共同点在于可以简化内网客户的设置而已。

目前国内大多防火墙都实现了透明代理,但实现了透明模式的并不多。这些防火墙可以很明显的从其广告中看出来:如果哪个防火墙实现了透明模式,它的广告中肯定会和透明代理区分开而大书特书的。

5.可靠性

防火墙系统处于网络的关键部位,其可靠性显然非常重要。一个故障频频、可靠性很差的产品显然不可能让人放心,而且防火墙居于内外网交界的关键位置,一旦防火墙出现问题,整个内网的主机都将根本无法访问外网,这甚至比路由器故障(路由器的拓扑结构一般都是冗余设计)更让人无法承受。

防火墙的可靠性也表现在两个方面:硬件和软件。

国外成熟厂商的防火墙产品硬件方面的可靠性一般较高,采用专门硬件架构且不必多说,采用PC架构的其硬件也多是专门设计,系统各个部分从网络接口到存储设备(一般为电子硬盘)集成在一起(一块板子),这样自然提高了产品的可靠性。

国内则明显参差不齐,大相径庭,大多直接使用PC架构,且多为工业PC,采用现成的网卡,DOC/DOM作为存储设备。工业PC虽然可靠性比普通PC要高不少,但是毕竟其仍然是拼凑式的,设备各部分分立,从可靠性的角度看显然不如集成的(著名的水桶原理)。

国内已经有部分厂家意识到了这个问题,开始自行设计硬件。但大多数厂家还是从成本的角度考虑使用通用PC架构。

另外一方面,软件可靠性的提高也是防火墙优劣的主要差别所在。而国内整个软件行业的可靠性体系还没有成熟,软件可靠性测试大多处于极其初级的水平(可靠性测试和bug测试完全是两个概念)。一方面是可靠性体系建立不起来,一方面是为了迎合用户的需求和跟随网络应用的不断发展,多数防火墙厂商一直处于不断的扩充和修改中,其可靠性更不能让人恭维。

时间: 2024-08-25 10:46:48

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