Программные решения механизмов межсетевого экранирования

Адрес

http://90.189.213.191:4422/temp/nkpsis/tema_mdk03_tc33/lek9/ инд: 2-124-3-9

Межсетевой экран или брандмауэр (firewall) — программная или программно-аппаратная система, которая выполняет контроль информационных потоков, поступающих в информационную систему и/или выходящих из нее, и обеспечивающая защиту информационной системы посредством фильтрации информации.

Классификация межсетевых экранов

Одним из эффективных механизмом обеспечения информационной безопасности распределенных вычислительных сетях является экранирование, выполняющее функции разграничения информационных потоков на границе защищаемой сети.

Межсетевое экранирование повышает безопасность объектов внутренней сети за счет игнорирования неавторизованных запросов из внешней среды, тем самым, обеспечивая все составляющие информационной безопасности. Кроме функций разграничения доступа, экранирование обеспечивает регистрацию информационных обменов.

Функции экранирования выполняет межсетевой экран или брандмауэр (firewall), под которым понимают программную или программно-аппаратную систему, которая выполняет контроль информационных потоков, поступающих в информационную систему и/или выходящих из нее, и обеспечивает защиту информационной системы посредством фильтрации информации. Фильтрация информации состоит в анализе информации по совокупности критериев и принятии решения о ее приеме и/или передаче.

Межсетевые экраны классифицируются по следующим признакам:

по месту расположения в сети — на внешние и внутренние, обеспечивающие защиту соответственно от внешней сети или защиту между сегментами сети;
по уровню фильтрации, соответствующему эталонной модели OSI/ISO.

Внешние межсетевые экраны обычно работают только с протоколом TCP/IP глобальной сети Интернет.

Внутренние сетевые экраны могут поддерживать несколько протоколов, например, при использовании сетевой операционной системы Novell Netware, следует принимать во внимание протокол SPX/IPX.

Характеристика межсетевых экранов

Работа всех межсетевых экранов основана на использовании информации разных уровней модели OSI. Как правило, чем выше уровень модели OSI, на котором межсетевой экран фильтрует пакеты, тем выше обеспечиваемый им уровень защиты.

Межсетевые экраны разделяют на четыре типа:

межсетевые экраны с фильтрацией пакетов;
шлюзы сеансового уровня;
шлюзы прикладного уровня;
межсетевые экраны экспертного уровня.

Таблица 1. Типы межсетевых экранов и уровни модели ISO OSI

№	Уровень модели OSI	Протокол	Тип межсетевого экрана
1	Прикладной	Telnet, FTP, DNS, NFS, SMTP, HTTP	·Шлюз прикладного уровня; ·Межсетевой экран экспертного уровня.
2	Представления данных
3	Сеансовый	TCP, UDP	·Шлюз сеансового уровня
4	Транспортный	TCP, UDP
5	Сетевой	IP, ICMP	·Межсетевой экран с фильтрацией пакетов
6	Канальный
7	Физический

Межсетевые экраны с фильтрацией пакетов представляют собой маршрутизаторы или работающие на сервере программы, сконфигурированные таким образом, чтобы фильтровать входящие и исходящие пакеты.

Поэтому такие экраны называют иногда пакетными фильтрами.

Фильтрация осуществляется путем анализа IP-адреса источника и приемника, а также портов входящих TCP- и UDP-пакетов и сравнением их с сконфигурированной таблицей правил.

Эти межсетевые экраны просты в использовании, дешевы, оказывают минимальное влияние на производительность вычислительной системы.

Основным недостатком является их уязвимость при подмене адресов IP.

Кроме того, они сложны при конфигурировании: для их установки требуется знание сетевых, транспортных и прикладных протоколов.

Шлюзы сеансового уровня контролируют допустимость сеанса связи. Они следят за подтверждением связи между авторизованным клиентом и внешним хостом (и наоборот), определяя, является ли запрашиваемый сеанс связи допустимым. При фильтрации пакетов шлюз сеансового уровня основывается на информации, содержащейся в заголовках пакетов сеансового уровня протокола TCP, т. е. функционирует на два уровня выше, чем межсетевой экран с фильтрацией пакетов. Кроме того, указанные системы обычно имеют функции трансляции сетевых адресов, которая скрывает внутренние IP-адреса, тем самым, исключая подмену IP-адреса. Однако, в таких межсетевых экранах отсутствует контроль содержимого пакетов, генерируемых различными службами. Для исключения указанного недостатка применяются шлюзы прикладного уровня.

Шлюзы прикладного уровня проверяют содержимое каждого проходящего через шлюз пакета и могут фильтровать отдельные виды команд или информации в протоколах прикладного уровня, которые им поручено обслуживать. Это более совершенный и надежный тип межсетевого экрана, использующий программы-посредники (proxies) прикладного уровня или агенты. Агенты составляются для конкретных служб сети Интернет (HTTP, FTP, telnet и т.д.) и служат для проверки сетевых пакетов на наличие достоверных данных.

Шлюзы прикладного уровня снижают уровень производительности системы из-за повторной обработки в программе-посреднике. Это незаметно при работе в Интернет при работе по низкоскоростным каналам, но существенно при работе во внутренней сети.

Межсетевые экраны экспертного уровня сочетают в себе элементы всех трех описанных выше категорий. Как и межсетевые экраны с фильтрацией пакетов, они работают на сетевом уровне модели OSI, фильтруя входящие и исходящие пакеты на основе проверки IP-адресов и номеров портов. Межсетевые экраны экспертного уровня также выполняют функции шлюза сеансового уровня, определяя, относятся ли пакеты к соответствующему сеансу. И, наконец, брандмауэры экспертного уровня берут на себя функции шлюза прикладного уровня, оценивая содержимое каждого пакета в соответствии с политикой безопасности, выработанной в конкретной организации.

Вместо применения связанных с приложениями программ-посредников, брандмауэры экспертного уровня используют специальные алгоритмы распознавания и обработки данных на уровне приложений. С помощью этих алгоритмов пакеты сравниваются с известными шаблонами данных, что, теоретически, должно обеспечить более эффективную фильтрацию пакетов.

Далее на рисунке gif приведен пример включения брандмаузера, выбор режима, и некоторые настройки правил.

Практическое задание-5 (пз-5) «Брандмауэр windows»

Включить на ВМ (виртуальной машине) пз1 - программу Брандмауэр
Создать правила проверки (см.оценки) и отобразить сканы их выполнения. На скане вместе с заданием, обязательно должно отображаться имя ВМ пример.

Оценка

на =3 - Создать правило запрета исходящих соединений с сервером 192.168.1.100 и показать скан отказа подключения на ВМ
на =4 - дополнительно, создать правило запрета подключения бразуера для выхода в Интернет. Браузер выбрать самостоятельно. Отобразить скан отказа на выход в Интернет.
на =5 - дополнительно, создать правило запрета на включение в работу программы браузера. Браузер выбрать самостоятельно. Отобразить скан отказа на его работу.

Примечание.

Электронные источники:

Подготовил Шабронов А.А. тс +7-913-905-8839 shabronov@ngs.ru

Ред.2018-10-22