小白必看系列之最基本的网络安全设备——防火墙

防火墙（firewall）是计算机网络中的最基础的网络安全设备，它的目的在于监控、过滤和控制网络流量，以防止未经授权的访问、阻挡恶意攻击，同时允许合法的数据流通过。防火墙作为网络的第一道防线，起到了保护网络安全的重要作用。简单来说的话，防火墙的作用就是区域隔离和访问控制，这个我们后面会详细介绍，大家不要着急。

1.防火墙的基本原理：

防火墙的基本是通过设定一些列的规则和策略，对网络流量进行检查和过滤。它根据这些规则决定是否允许或拒绝数据包的传输。防火墙有两个基本机制：

·包过滤：根据预定义的规则，检查数据包的源地址、目标地址、端口号等信息，华为防火墙甚至可以基于地区，决定是否允许数据包通过。

·状态检测：不仅检查单个数据包的头部信息，还考虑了数据包的状态，即将相同的一股流量识别为一个整体，只对这组数据包的首包进行检查，后续同组数据包可以直接进行转发，无需再次检查。

2.防火墙的工作层次：

·网络层防火墙：我们常见的防火墙通常都属于网络防火墙，是最普通最基础的防火墙，主要基于IP地址、端口号等信息进行检查，对数据包进行包过滤措施。

·应用层防火墙：常见的应用级别的防火墙通常都是具备特定用途，比如专门保护网站的web应用防火墙，专门保护数据库的数据库防火墙，专门保护邮件的邮件防火墙等等。这些防火墙在网络协议的应用层对数据进行检查，能够更深入地理解协议和应用层数据，提供更加细致的访问控制。 

3.防火墙的类型：

·软件防火墙：运行在通用操作系统上，作为应用程序运行，通常安装在服务器或个人计算机上。常见的软件防火墙，比如华为的web应用防火墙waf，早期华为的waf也是有硬件设备的，但是目前来说已经变成了软件防火墙。

·硬件防火墙：通常是专用设备，独立于计算机系统，更适用于大型网络环境，提供更高的性能和可靠性。比如华为的USG系列防火墙，山石网科的SG防火墙，华三的F系列防火墙等。

·云防火墙：部署在云计算环境中，提供云服务的安全性和隔离。各大安全厂商基本都有对应的云防火墙，比如华为的CFW。

4.防火墙的功能：

·访问控制：根据预定规则，允许或拒绝数据流经防火墙。

·地址转换：隐藏内部网络结构，提高网络的安全性。

·虚拟专用网络（VPN）支持：提供安全的远程访问和站点之间的加密连接。

·日志记录和审计：记录网络流量和安全事件，便于事后分析和审计。

·攻击检测和预防：识别和拦截恶意攻击，如入侵防御检测，反病毒等功能，这些内容安全可以在防火墙上面进行简单实现，起到一定的防护作用。

5.防火墙的安全挑战：

·虚假信任：如果配置不当，防火墙可能过度信任内部网络，从而使得内部受到威胁。

·过滤规则管理：管理大规模的过滤规则可能变得复杂，容易出现错误。

·性能开销：对数据包进行深度检查和过滤可能引入性能开销，特别是在高流量网络中。

·更新和维护：防火墙需要定期更新特征库以适应新的威胁，同时需要进行系统维护和升级。

总的来说，防火墙作为网络安全的第一道防线，是保护计算机和网络免受恶意攻击的重要工具。通过对网络流量进行监控、过滤和控制，防火墙有效地降低了网络威胁，提高了网络的安全性。在设计和配置防火墙时，需要综合考虑网络的特点、业务需求和安全威胁，以实现最佳的安全性和性能平衡。