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罗少彬 编著
计算机网络技术教程
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第 9章 网络安全与网络管理
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本章学习要求,
了解, 网络安全的重要性
掌握,网络安全技术研究的基本问题
掌握:网络安全策略制定的方法与基本内容
了解, 网络安全问题的鉴别的基本概念
掌握:网络防火墙的基本概念
了解:网络文件的备份与恢复的基本方法
了解:网络防病毒的基本方法
掌握:网络管理的基本概念
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9.1 网络安全的重要性
网络安全问题已经成为信息化社会的一个焦点问题;
每个国家只能立足于本国,研究自己的网络安全技术,
培养自己的专门人才,发展自己的网络安全产业,才
能构筑本国的网络与信息安全防范体系。
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9.2 网络安全技术研究的基本问题
9.2.1 构成对网络安全威胁的主要因素与相关技术的研究
网络防攻击问题
网络安全漏洞与对策问题
网络中的信息安全保密问题
网络内部安全防范问题
网络防病毒问题
网络数据备份与恢复、灾难恢复问题
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网络防攻击问题
服务攻击,
对网络提供某种服务的服务器发起攻击,造成该网络
的, 拒绝服务,,使网络工作不正常 ;
非服务攻击,
不针对某项具体应用服务,而是基于网络层等低层协
议而进行的,使得网络通信设备工作严重阻塞或瘫痪。
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网络防攻击主要问题需要研究的几个问题
网络可能遭到哪些人的攻击?
攻击类型与手段可能有哪些?
如何及时检测并报告网络被攻击?
如何采取相应的网络安全策略与网络安全防护体系?
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网络安全漏洞与对策的研究
网络信息系统的运行涉及到,
计算机硬件与操作系统
网络硬件与网络软件
数据库管理系统
应用软件
网络通信协议
网络安全漏洞也会表现在以上几个方面。
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网络中的信息安全保密
信息存储安全与信息传输安全
信息存储安全
如何保证静态存储在连网计算机中的信息不会
被未授权的网络用户非法使用;
信息传输安全
如何保证信息在网络传输的过程中不被泄露与不被攻
击;
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网络中的信息安全保密问题
信息源结点 信息目的结点
(d )信息被篡改
非法用户
篡改
信息源结点 信息目的结点
(e )信息被伪造
非法用户
伪造
信息源结点 信息目的结点
(b )信息被截获
非法用户
截获
信息源结点 信息目的结点
(c )信息被窃听
非法用户
窃听
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数据加密与解密
将明文变换成密文的过程称为加密;
将密文经过逆变换恢复成明文的过程称为解密。
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网络内部安全防范问题
网络内部安全防范是防止内部具有合法身份的用户有
意或无意地做出对网络与信息安全有害的行为;
对网络与信息安全有害的行为包括:有意或无意地泄
露网络用户或网络管理员口令;违反网络安全规定,
绕过防火墙,私自和外部网络连接,造成系统安全漏
洞;违反网络使用规定,越权查看、修改和删除系统
文件、应用程序及数据;违反网络使用规定,越权修
改网络系统配臵,造成网络工作不正常;
解决来自网络内部的不安全因素必须从技术与管理两
个方面入手。
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网络防病毒问题
目前,70%的病毒发生在计算机网络上;
连网微型机病毒的传播速度是单机的 20倍,网络服
务器消除病毒所花的时间是单机的 40倍;
电子邮件病毒可以轻易地使用户的计算机瘫痪,有
些网络病毒甚至会破坏系统硬件。
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网络数据备份与恢复、灾难恢复问题
如果出现网络故障造成数据丢失,数据能不能被恢复?
如果出现网络因某种原因被损坏,重新购买设备的资
金可以提供,但是原有系统的数据能不能恢复?
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9.2.2 网络安全服务的主要内容
网络安全服务应该提供的基本服务功能,
数据保密( data confidentiality)
认证( authentication)
数据完整( data integrity)
防抵赖( non-repudiation)
访问控制( access control)
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9.2.3 网络安全标准
,电子计算机系统安全规范,, 1987年 10月
,计算机软件保护条例,, 1991年 5月
,计算机软件著作权登记办法,, 1992年 4月
,中华人民共和国计算机信息与系统安全保护条例,,
1994年 2月
,计算机信息系统保密管理暂行规定,, 1998年 2月
,关于维护互联网安全决定,,全国人民代表大会常
务委员会通过,2000年 12月
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安全级别的分类
可信计算机系统评估准则 TC-SEC-NCSC是 1983年公
布的,1985年公布了可信网络说明( TNI);
可信计算机系统评估准则将计算机系统安全等级分为 4
类 7个等级,即 D,C1,C2,B1,B2,B3与 A1;
D级系统的安全要求最低,A1级系统的安全要求最高。
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9.3 网络安全策略的设计
企业内部网有哪些网络资源与服务需要提供给外部用
户访问?
企业内部用户有哪些需要访问外部网络资源与服务?
可能对网络资源与服务安全性构成威胁的因素有哪些?
哪些资源需要重点保护?
可以采取什么方法进行保护?
发现网络受到攻击之后如何处理?
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9.3.1 网络安全策略与网络用户的关系
网络安全策略包括技术与制度两个方面。只有将二者
结合起来,才能有效保护网络资源不受破坏;
在制定网络安全策略时,一定要注意限制的范围;
网络安全策略首先要保证用户能有效地完成各自的任
务同时,也不要引发用户设法绕过网络安全系统,钻
网络安全系统空子的现象;
一个好的网络安全策略应能很好地解决网络使用与网
络安全的矛盾,应该使网络管理员与网络用户都乐于
接受与执行。
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9.3.2 制定网络安全策略的两种思想
制定网络安全策略的两种思想:一是凡是没有明确表
示允许的就要被禁止,二是凡是没有明确表示禁止的
就要被允许;
在网络安全策略上一般采用第一种方法,明确地限定
用户在网络中访问的权限与能够使用的服务;
符合于规定用户在网络访问, 最小权限, 的原则,给
予用户能完成任务所, 必要, 的访问权限与可以使用
的服务类型,又便于网络的管理。
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9.3.3 网络用户组成、网点结构与网络安全策略的关系
要维护网络系统的有序运行,还必须规定网络管理员
与网络用户各自的责任;
网络安全问题来自外部、内部两个方面;
任何一个网点的内部网络安全策略的变化都会影响到
另一个相关网点用户的使用,这就存在多个网点之间
的网络安全与管理的协调问题;
多个网点之间要相互访问,因此带来了内部用户与外
部用户两方面的管理问题。
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9.3.4 网络安全教育与网络安全策略
要求网络管理员与网络用户能够严格地遵守网络管理规
定与网络使用方法,正确地使用网络;
要求从技术上对网络资源进行保护;
如果网络管理员与网络用户不能严格遵守网络管理条例
与使用方法,再严密的防火墙、加密技术也无济于事;
必须正确地解决网络安全教育与网络安全制度之间的关
系,切实做好网络管理人员与网络用户的正确管理与使
用网络的培训,从正面加强网络安全教育。
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9.3.5 网络安全策略的修改、完善与网络安全制度的发布
Internet网点与 Intranet网点的网络管理中心的网络管
理员,对网点的日常网络管理、网络安全策略与使用
制度的修改和发布负有全部责任;
当网点的网络安全策略的修改涉及其他网点时,相关
网点的网络管理员之间需要通过协商,协调网络管理、
网络安全策略与使用制度的修改问题;
网络管理中心应该定期或不定期地发布网点的网络安
全策略、网络资源、网络服务与网络使用制度的变化
情况。
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9.4 网络安全策略制定的方法与基本内容
设计网络安全策略 需要回答以下问题,
打算要保护哪些网络资源?
哪类网络资源可以被哪些用户使用?
什么样的人可能对网络构成威胁?
如何保证能可靠及时地实现对重要资源的保护?
在网络状态变化时, 谁来负责调整网络安全策略?
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9.4.1 网络资源的定义
分析网络中有哪些资源是重要的,什么人可以使用这
些资源,哪些人可能会对资源构成威胁,以及如何保
护这些资源;
对可能对网络资源构成威胁的因素下定义,以确定可
能造成信息丢失和破坏的潜在因素,确定威胁的类型;
了解对网络资源安全构成威胁的来源与类型,才能针
对这些问题提出保护方法。
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9.4.2 网络使用与责任的定义
定义网络使用与责任定义需要回答以下问题,
允许哪些用户使用网络资源;
允许用户对网络资源进行哪些操作;
谁来批准用户的访问权限;
谁具有系统用户的访问权限;
网络用户与网络管理员的权利、责任是什么。
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9.4.3 用户责任的定义
网络攻击者要入侵网络,第一关是要通过网络访问控
制的用户身份认证系统;
保护用户口令主要需要注意两个问题。一是选择口令,
二是保证口令不被泄露,并且不容易被破译;
网络用户在选择自己的口令时,应该尽量避免使用自
己与亲人的名字、生日、身份证号、电话号码等容易
被攻击者猜测的字符或数字序列。
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用户责任主要包括以下基本内容,
用户只使用允许使用的网络资源与服务,不能采用不正当手段使
用不应使用的资源;
用户了解在不经允许让其他用户使用他的账户后可能造成的危害
与他应该承担的责任;
用户了解告诉他人自己的账户密码或无意泄露账户密码后可能造
成的后果以及用户要承担的责任;
用户了解为什么需要定期或不定期地更换账户密码;
明确用户数据是用户自己负责备份,还是由网络管理员统一备份,
凡属于用户自己负责备份的数据,用户必须按规定执行备份操作;
明白泄露信息可能危及网络系统安全,了解个人行为与系统安全
的关系。
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9.4.4 网络管理员责任的定义
网络管理员对网络系统安全负有重要的责任;
网络管理员需要对网络结构、网络资源分布、网络用
户类型与权限以及网络安全检测方法有更多知识。
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网络管理员应该注意的几个问题,
对网络管理员的口令严格保密
网络管理员在建立网络文件系统、用户系统、管理系统与安全
系统方面有特殊的权力,网络管理员口令的泄露对网络安全会构
成极其严重的威胁。
对网络系统运行状态要随时进行严格的监控
网络管理员必须利用各种网络运行状态监测软件与设备,对网
络系统运行状态进行监视、记录与处理。
对网络系统安全状况进行严格的监控
了解网络系统所使用的系统软件、应用软件,以及硬件中可能
存在的安全漏洞,了解在其他网络系统中出现的各种新的安全事
件,监视网络关键设备、网络文件系统与各种网络服务的工作状
态,审计状态记录,发现疑点问题与不安全因素立即处理。
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9.4.5 网络安全受到威胁时的行动方案
保护方式
当网络管理员发现网络安全遭到破坏时,立即制止非
法入侵者的活动,恢复网络的正常工作状态,并进一
步分析这次安全事故的性质与原因,尽量减少这次安
全事故造成的损害;
跟踪方式
发现网络存在非法入侵者的活动时,不是立即制止入
侵者的活动,而是采取措施跟踪非法入侵者的活动,
检测非法入侵者的来源、目的、非法访问的网络资源,
判断非法入侵的危害,确定处理此类非法入侵活动的
方法。
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9.5 网络安全问题的鉴别
鉴别网络安全问题可以从 5个方面进行,
访问点( access points)
系统配臵( system configuration)
软件缺陷( software bugs)
内部威胁( insider threats)
物理安全性( physical security)
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网络访问点的结构
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9.6 网络防火墙技术
9.6.1 防火墙的基本概念
防火墙是在网络之间执行安全控制策略的系统,它包
括硬件和软件;
设臵防火墙的目的是保护内部网络资源不被外部非授
权用户使用,防止内部受到外部非法用户的攻击。
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防火墙的位置与作用
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防火墙通过检查所有进出内部网络的数据包,检查数
据包的合法性,判断是否会对网络安全构成威胁,为
内部网络建立安全边界;
构成防火墙系统的两个基本部件是:包过滤路由器
( packet filtering router)和应用级网关( application
gateway);
最简单的防火墙由一个包过滤路由器组成,而复杂的
防火墙系统由包过滤路由器和应用级网关组合而成;
由于组合方式有多种,因此防火墙系统的结构也有多
种形式。
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9.6.2 防火墙的主要类型
包过滤路由器
包过滤路由器按照系统内部设臵的包过滤规则(即访
问控制表),检查每个分组的源 IP地址、目的 IP地址,
决定该分组是否应该转发;
包过滤规则一般是基于部分或全部报头的内容。例如,
对于 TCP报头信息可以是:源 IP地址, 目的 IP地址、
协议类型, IP选项内容, 源 TCP端口号, 目的 TCP
端口号, TCP ACK标识等。
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包过滤路由器的结构
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应用级网关
多归属主机又称为多宿主主机,它具有两个或两个以
上的网络接口,每个网络接口与一个网络连接,具有
在不同网络之间交换数据的路由能力。
如果多归属主机连接了两个网络,它可以叫做双归属
主机。只要能确定应用程序访问控制规则,就可以采
用双归属主机作为应用级网关,在应用层过滤进出内
部网络特定服务的用户请求与响应。
应用代理是应用级网关的另一种形式,它是以存储转
发方式检查和确定网络服务请求的用户身份是否合法,
决定是转发还是丢弃该服务请求。
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应用级网关的结构
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应用代理的工作原理
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9.6.3 主要的防火墙产品
Checkpoint公司的 Firewall-1防火墙
Sonic System公司的 Sonicwall防火墙
NetScreen公司的 NetScreen防火墙
Alkatel公司的 Internet Device防火墙
NAI公司的 Gauntlet防火墙
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9.7 网络文件的备份与恢复
9.7.1 网络文件备份与恢复的重要性
网络数据可以进行归档与备份;
归档是指在一种特殊介质上进行永久性存储;
网络数据备份是一项基本的网络维护工作;
备份数据用于网络系统的恢复。
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9.7.2 网络文件备份的基本方法
选择备份设备
选择备份程序
建立备份制度
在考虑备份方法时需要注意的问题,
如果系统遭到破坏需要多长时间才能恢复?
怎样备份才可能在恢复系统时数据损失最少?
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9.8 网络防病毒技术
9.8.1 造成网络感染病毒的主要原因
70%的病毒发生在网络上;
将用户家庭微型机软盘带到网络上运行而使网络感染上病毒的事
件约占 41%左右;
从网络电子广告牌上带来的病毒约占 7%;
从软件商的演示盘中带来的病毒约占 6%;
从系统维护盘中带来的病毒约占 6%;
从公司之间交换的软盘带来的病毒约占 2%;
其他未知因素约占 27%;
从统计数据中可以看出,引起网络病毒感染的主要原因在于网络
用户自身。
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9.8.2 网络病毒的危害
网络病毒感染一般是从用户工作站开始的,而网络服
务器是病毒潜在的攻击目标,也是网络病毒潜藏的重
要场所;
网络服务器在网络病毒事件中起着两种作用:它可能
被感染,造成服务器瘫痪;它可以成为病毒传播的代
理人,在工作站之间迅速传播与蔓延病毒;
网络病毒的传染与发作过程与单机基本相同,它将本
身拷贝覆盖在宿主程序上;
当宿主程序执行时,病毒也被启动,然后再继续传染
给其他程序。如果病毒不发作,宿主程序还能照常运
行;当符合某种条件时,病毒便会发作,它将破坏程
序与数据。
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9.8.3 典型网络防病毒软件的应用
网络防病毒可以从以下两方面入手:一是工作站,二
是服务器;
网络防病毒软件的基本功能是:对文件服务器和工作
站进行查毒扫描、检查、隔离、报警,当发现病毒时,
由网络管理员负责清除病毒;
网络防病毒软件一般允许用户设臵三种扫描方式:实
时扫描、预臵扫描与人工扫描;
一个完整的网络防病毒系统通常由以下几个部分组成:
客户端防毒软件、服务器端防毒软件、针对群件的防
毒软件、针对黑客的防毒软件。
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9.8.4 网络工作站防病毒方法
采用无盘工作站
使用单机防病毒卡
使用网络防病毒卡
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9.9 网络管理技术
9.9.1 网络管理的基本概念
网络管理涉及以下三个方面,
网络服务提供是指向用户提供新的服务类型、增加网
络设备、提高网络性能;
网络维护是指网络性能监控、故障报警、故障诊断、
故障隔离与恢复;
网络处理是指网络线路、设备利用率数据的采集、分
析,以及提高网络利用率的各种控制。
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网络管理系统的基本结构,
管理对象
管理对象是经过抽象的网络元素,对应于网络中具体
可以操作的数据。
管理进程
管理进程是负责对网络设备进行全面的管理与控制的
软件。
管理协议
管理协议负责在管理系统与被管理对象之间传递与负
责操作命令。
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管理信息库
管理信息库( MIB)是管理进程的一部分,用于记录
网络中被管理对象的状态参数值;
一个网络的管理系统只能有一个管理信息库,但管理
信息库可以是集中存储的,也可以由各个网络设备记
录本地工作参数;
网络管理员只要查询有关的管理信息库,就可获得有
关网络设备的工作状态和工作参数;
在网络管理过程中,使网络管理信息库中数据与实际
网络设备的状态、参数保持一致的方法主要有两种:
事件驱动与轮询驱动方法。
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9.9.2 OSI管理功能域
配臵管理( configuration management)
故障管理( fault management)
性能管理( performance management)
安全管理( security management)
记账管理( accounting management)
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9.9.3 简单网络管理协议 SNMP
Internet网络管理模型
网络管理进程
(网控中心)
管理代理
管理对象
管理代理
管理对象
...
外部代理
管理对象
外部代理
管理对象
...
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SNMP管理模型的结构
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9.10 小结
网络安全技术研究的基本问题包括:网络防攻击, 网
络安全漏洞与对策, 网络的信息安全保密, 网络内部
安全防范, 网络防病毒, 网络数据备份与灾难恢复;
网络安全服务应该提供保密性, 认证, 数据完整性,
防抵赖与访问控制服务;
制定网络安全策略就是研究造成信息丢失, 系统损坏
的各种可能, 并提出对网络资源与系统的保护方法;
防火墙是根据一定的安全规定来检查, 过滤网络之间
传送的报文分组, 以便确定这些报文分组的合法性;
网络管理则是指对网络应用系统的管理, 它包括配臵
管理, 故障管理, 性能管理, 安全管理, 记账管理等
部分 。