防火墻是重要的安全層，充當專用網(wǎng)絡(luò)與外部世界之間的屏障。從第一代無狀態(tài)防火墻到下一代防火墻，防火墻架構(gòu)在過去四十年中發(fā)生了巨大的變化。如今，組織可以在多種類型的防火墻之間進行選擇，包括應(yīng)用程序級網(wǎng)關(guān)（代理防火墻）、狀態(tài)檢測防火墻和電路級網(wǎng)關(guān)，甚至可以同時使用多種類型的防火墻來實現(xiàn)深層、全面的安全解決方案。了解有關(guān)各種類型防火墻的基礎(chǔ)知識、它們之間的區(qū)別以及每種類型如何以不同方式保護您的網(wǎng)絡(luò)。

什么是防火墻，它的用途是什么？

防火墻是一種安全工具，可監(jiān)控傳入和/或傳出網(wǎng)絡(luò)流量，以根據(jù)預(yù)定義規(guī)則檢測和阻止惡意數(shù)據(jù)包，只允許合法流量進入您的專用網(wǎng)絡(luò)。作為硬件、軟件或兩者實施的防火墻通常是您抵御惡意軟件、病毒和試圖進入您組織的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的攻擊者的第一道防線。

就像建筑物主入口處的金屬探測器門一樣，物理或硬件防火墻會在讓每個數(shù)據(jù)包進入之前對其進行檢查。它會檢查源地址和目標地址，并根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則確定數(shù)據(jù)包是否應(yīng)該進入通過與否。一旦數(shù)據(jù)包進入您組織的內(nèi)部網(wǎng)，軟件防火墻可以進一步過濾流量以允許或阻止訪問計算機系統(tǒng)上的特定端口和應(yīng)用程序，從而更好地控制和保護內(nèi)部威脅。

訪問控制列表可以定義不可信任的特定互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP) 地址。防火墻將丟棄來自這些 IP 的任何數(shù)據(jù)包。或者，訪問控制列表可以指定可信源 IP，防火墻將只允許來自那些列出的 IP 的流量。設(shè)置防火墻的技術(shù)有多種。它們提供的安全范圍通常還取決于防火墻的類型及其配置。

軟件和硬件防火墻

在結(jié)構(gòu)上，防火墻可以是軟件、硬件或兩者的組合。

軟件防火墻

軟件防火墻單獨安裝在各個設(shè)備上。它們提供更精細的控制，允許訪問一個應(yīng)用程序或功能，同時阻止其他應(yīng)用程序或功能。但它們在資源方面可能很昂貴，因為它們會利用安裝它們的設(shè)備的 CPU 和 RAM，并且管理員必須為每臺設(shè)備單獨配置和管理它們。此外，Intranet 中的所有設(shè)備可能不與單個軟件防火墻兼容，并且可能需要多個不同的防火墻。

硬件防火墻

另一方面，硬件防火墻是物理設(shè)備，每個都有自己的計算資源。它們充當內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和 Internet 之間的網(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)包和流量請求從私有網(wǎng)絡(luò)之外的不受信任的來源保留下來。物理防火墻對于同一網(wǎng)絡(luò)上有許多設(shè)備的組織來說很方便。雖然它們在惡意流量到達任何端點之前就將其阻止，但它們不提供針對內(nèi)部攻擊的安全性。因此，軟件和硬件防火墻的組合可以為您組織的網(wǎng)絡(luò)提供最佳保護。

四種類型的防火墻

防火墻也根據(jù)它們的操作方式進行分類，每種類型都可以設(shè)置為軟件或物理設(shè)備。根據(jù)它們的操作方法，有四種不同類型的防火墻。

1. 包過濾防火墻

包過濾防火墻是最古老、最基本的防火墻類型。它們在網(wǎng)絡(luò)層運行，根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則檢查數(shù)據(jù)包的源 IP 和目標 IP、協(xié)議、源端口和目標端口，以確定是通過還是丟棄數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包過濾防火墻本質(zhì)上是無狀態(tài)的，獨立監(jiān)控每個數(shù)據(jù)包，而不會對已建立的連接或之前通過該連接的數(shù)據(jù)包進行任何跟蹤。這使得這些防火墻抵御高級威脅和攻擊的能力非常有限。

包過濾防火墻快速、便宜且有效。但是它們提供的安全性非常基本。由于這些防火墻無法檢查數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，因此它們無法防范來自可信源 IP 的惡意數(shù)據(jù)包。由于是無狀態(tài)的，它們也容易受到源路由攻擊和微小碎片攻擊。但是，盡管功能最少，但包過濾防火墻為提供更強大和更深入安全性的現(xiàn)代防火墻鋪平了道路。

2. 電路級網(wǎng)關(guān)

在會話層工作，電路級網(wǎng)關(guān)驗證已建立的傳輸控制協(xié)議 (TCP) 連接并跟蹤活動會話。它們與數(shù)據(jù)包過濾防火墻非常相似，因為它們執(zhí)行單一檢查并使用最少的資源。但是，它們在開放系統(tǒng)互連 (OSI) 模型的更高層起作用。首先，它們確定已建立連接的安全性。當內(nèi)部設(shè)備發(fā)起與遠程主機的連接時，電路級網(wǎng)關(guān)代表內(nèi)部設(shè)備建立虛擬連接，以隱藏內(nèi)部用戶的身份和 IP 地址。

電路級網(wǎng)關(guān)具有成本效益、簡單、幾乎不影響網(wǎng)絡(luò)性能。然而，它們無法檢查數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，這使得它們本身就是一個不完整的安全解決方案。包含惡意軟件的數(shù)據(jù)包如果具有合法的 TCP 握手，則可以輕松繞過電路級網(wǎng)關(guān)。這就是為什么另一種類型的防火墻通常配置在電路級網(wǎng)關(guān)之上以提供額外保護的原因。

3. 狀態(tài)檢測防火墻

領(lǐng)先于電路級網(wǎng)關(guān)、狀態(tài)檢查防火墻以及驗證和跟蹤已建立連接的步驟還執(zhí)行數(shù)據(jù)包檢查，以提供更好、更全面的安全性。它們的工作方式是在建立連接后創(chuàng)建一個包含源 IP、目標 IP、源端口和目標端口的狀態(tài)表。他們動態(tài)創(chuàng)建自己的規(guī)則以允許預(yù)期的傳入網(wǎng)絡(luò)流量，而不是依賴基于此信息的一組硬編碼規(guī)則。它們可以方便地丟棄不屬于經(jīng)過驗證的活動連接的數(shù)據(jù)包。

狀態(tài)檢測防火墻檢查合法連接以及源和目標 IP 以確定哪些數(shù)據(jù)包可以通過。盡管這些額外的檢查提供了高級安全性，但它們會消耗大量系統(tǒng)資源并且會大大降低流量。因此，它們很容易受到 DDoS（分布式拒絕服務(wù)攻擊）。

4. 應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)（代理防火墻）

應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)，又稱代理防火墻，是通過代理設(shè)備在應(yīng)用層實現(xiàn)的。連接是通過代理防火墻建立的，而不是外部人員直接訪問您的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。外部客戶端向代理防火墻發(fā)送請求。在驗證請求的真實性后，代理防火墻代表客戶端將其轉(zhuǎn)發(fā)到其中一個內(nèi)部設(shè)備或服務(wù)器。或者，內(nèi)部設(shè)備可以請求訪問網(wǎng)頁，代理設(shè)備將轉(zhuǎn)發(fā)該請求，同時隱藏內(nèi)部設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的身份和位置。

與數(shù)據(jù)包過濾防火墻不同，代理防火墻執(zhí)行狀態(tài)和深度數(shù)據(jù)包檢查，以根據(jù)一組用戶定義的規(guī)則分析數(shù)據(jù)包的上下文和內(nèi)容。根據(jù)結(jié)果??，他們要么允許要么丟棄數(shù)據(jù)包。它們通過阻止內(nèi)部系統(tǒng)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的直接連接來保護敏感資源的身份和位置。但是，配置它們以實現(xiàn)最佳網(wǎng)絡(luò)保護可能很棘手。您還必須牢記權(quán)衡——代理防火墻本質(zhì)上是主機和客戶端之間的額外屏障，會導(dǎo)致相當大的速度下降。

哪種類型的防火墻最適合我的組織？

沒有一種萬能的解決方案可以滿足每個組織的獨特安全需求。每種不同類型的防火墻都有其優(yōu)點和局限性。數(shù)據(jù)包過濾防火墻簡單但提供有限的安全性，而狀態(tài)檢查和代理防火墻可能會損害網(wǎng)絡(luò)性能。下一代防火墻似乎是一個完整的包，但并非所有組織都有預(yù)算或資源來成功配置和管理它們。

隨著攻擊變得越來越復(fù)雜，您的組織的安全防御必須迎頭趕上。保護內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)外圍免受外部威脅的單個防火墻是不夠的。專用網(wǎng)絡(luò)中的每項資產(chǎn)也需要自己的個人保護。最好采用分層的安全方法，而不是依賴單個防火墻的功能。當您可以在專為您組織的安全需求優(yōu)化的架構(gòu)中利用多個防火墻的優(yōu)勢時，為什么還要選擇一個。

什么是下一代防火墻？

下一代防火墻 (NGFW) 旨在克服傳統(tǒng)防火墻的局限性，同時提供一些額外的安全功能。盡管具有靈活的功能和體系結(jié)構(gòu)，真正使防火墻成為下一代的是除了端口/協(xié)議和表面層數(shù)據(jù)包檢測之外，它還能夠執(zhí)行深度數(shù)據(jù)包檢測。根據(jù)Gartner的說法，雖然沒有具體的、公認的定義，但下一代防火墻是“一種深度數(shù)據(jù)包檢測防火墻，它超越了端口/協(xié)議檢測和阻止，增加了應(yīng)用程序級檢測、入侵防御，并帶來情報從防火墻外。”

下一代防火墻在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的情況下將其他類型防火墻的功能組合到一個解決方案中。它們比它們的任何前輩都更強大，并提供更廣泛和更深入的安全性。除了執(zhí)行深度數(shù)據(jù)包檢查以檢測異常和惡意軟件之外，NGFW 還具有用于智能流量和資源分析的應(yīng)用程序感知功能。這些防火墻完全能夠阻止 DDoS 攻擊。它們具有安全套接字層 (SSL) 解密功能，以獲得跨應(yīng)用程序的完全可見性，使它們能夠識別和阻止來自加密應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)泄露企圖。

下一代防火墻可以識別用戶和用戶角色，但它們的前身主要依賴于系統(tǒng)的 IP 地址。這一突破性功能使用戶能夠利用無線便攜式設(shè)備，同時在靈活的工作環(huán)境和自帶設(shè)備 (BYOD) 策略中提供廣譜安全性。它們還可能結(jié)合其他技術(shù)，例如防病毒和入侵防御系統(tǒng) (IPS)，以提供更全面的安全方法。

下一代防火墻適用于需要遵守健康保險流通與責任法案 (HIPAA) 或支付卡行業(yè) (PCI) 規(guī)則的企業(yè)，或者需要將多種安全功能集成到單一解決方案中的企業(yè)。但它們的價格確實高于其他類型的防火墻，并且根據(jù)您選擇的防火墻，您的管理員可能需要為它們配置其他安全系統(tǒng)。