2011年职称计算机考试：计算机网络安全

会计考友

　　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：
4 p  ?8 r2 x  ?) W5 V! `2 `% n　　未授权的使用者访问信息
　　未授权而试图破坏或更改信息
( o3 ^& V) [! F" g/ ]　　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)
: V1 H2 T! H# |2 s  U　　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：
1 X/ |: M- I7 ~7 v; Y  j8 h$ L　　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。
; P5 G/ J, X0 H) `　　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。
/ g. a1 h: y) Z+ X0 _) g　　带宽优化。在合理的QoS控制下，最大限度的利用光纤的带宽。
7 c5 g% u4 q8 `) A' t9 [/ ?　　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。
; \" G! o' A# k. O% @2 F2 ~　　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。
+ n8 S6 d* [% W: z4 }+ Q- W8 T; P　　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。
8 d" O" U! e) T6 E# S" p: C　　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
: l; X5 n* N: Y! c1 `1 ?1 _% y　　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。
+ I; H, Z5 c, t　　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。
/ Q5 L4 E7 \2 F/ T0 l! k　　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。
# U/ @: y) ?9 d! s2 r　　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。
7 z9 N) K: J; O6 s' T7 ^8 O　　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。
) A# O2 n" C) o% m; C7 G　　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。
; B% P. k# ]4 w; ]8 x$ W! h　　网络的扩展能力
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( n% k9 u% r: }　　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。

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</p>　　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。
8 d; ~, b2 ^9 l5 Z  E8 _　　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。
3 ]) G6 d/ N$ \9 `, w7 O. o( Y　　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
' x3 `7 F2 L5 n( g) r　　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
! Y# P2 ?, q1 q2 V4 _0 r$ U　　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。
/ g5 Z$ M- @) O+ i' a) S& b　　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。
% r" w' w  Y2 D9 ~/ R9 F　　支持MPLS标准，便于利用MPLS开展增值业务，如VPN、TE流量工程等。
, u6 _) `9 n% ?! t　　网络管理与安全体系
1 D* v' N$ |$ z　　支持整个网络系统各种网络设备的统一网络管理。
2 V) C9 I$ J4 P. h( L1 \　　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。
& r) l9 G7 m- B6 H" O. K　　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
9 [- s/ h5 ~4 m( P! w　　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)
' X7 c  D6 G* Y4 T0 g  b3 J* I0 ^# L　　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。
0 c5 q3 ^+ `# X7 [8 b; p. [　　虚拟专用网(VPN)
+ w* V+ [; E% S0 z7 \　　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。
* ]+ m- v5 J( Q( O* C; E; P3 V　　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。