CISCO PIX防火墙及网络安全配置指南

随着国际互连网的发展，一些企业建立了自己的INTRANET，并通过专线与INTERNET连通。为了保证企业内部网的安全，防止非法入侵，需要使用专用的防火墙计算机。路由器防火墙只能作为过滤器，并不能把内部网络结构从入侵者眼前隐藏起来。只要允许外部网络上的计算机直接访问内部网络上的计算机，就存在着攻击者可以损害内部局域网上机器的安全性，并从那里攻击其他计算机的可能性。 

大多数提供代理服务的专用防火墙机器是基于UNIX系统的，这些操作系统本身就有安全缺陷。CISCO提供了PIX (Private Internet eXchange，私有Internet交换)防火墙，它运行自己定制的操作系统，事实证明，它可以有效地防止非法攻击。PIX防火墙要求有一个路由器连接到外部网络，如附图所示。PIX有两个ETHERNET接口，一个用于连接内部局域网，另一个用于连接外部路由器。外部接口有一组外部地址，使用他们来与外部网络通信。内部网络则配置有一个适合内部网络号方案的IP地址。PIX的主要工作是在内部计算机需要与外部网络进行通信时，完成内部和外部地址之间的映射。 

配置好PIX防火墙后，从外部世界看来，内部计算机好象就是直接连接到PIX的外部接口似的。由于PIX的外部接口是Ethernet接口，所以，向主机传送信息包需要用到MAC地址。为了使内部主机在数据链路层和网络层上看起来都好象是连接在外部接口上的，PIX运行了代理ARP，代理ARP给外部网络层IP地址指定数据链路MAC地址，这就使得内部计算机看起来像是在数据链路层协议的外部接口上似的。大多数情况下，与外部网络的通信是从内部网络中发出的。由于PIX是对信息包进行操作，而不是在应用过程级（代理服务器则采用这种方法），PIX既可以跟踪UDP会话，也可以跟踪TCP连接。当一个计算机希望同外部计算机进行通信时，PIX记录下内部来源地址，然后从外部地址库分配一个地址，并记录下所进行的转换。这就是人们常说的有界NAT（stateful NAT），这样，PIX就能记住它在同谁进行交谈，以及是哪个计算机首先发起的对话。只有已被确认的来自外部网络的信息包才会运行，并进入内部网络。 

不过，有时也需要允许外部计算机发起同指定的内部计算机的通信。典型的服务包括电子邮件、WWW服务、以及FTP服务。PIX给一个内部地址硬编码一个外部地址，这个地址是不会过期的。在这种情况下，用到对目标地址和端口号的普通过滤。除非侵入PIX本身，外部用户仍然是无法了解内部网络结构的。在不了解内部网络结构的情况下，恶意用户就无法从内部主机向内部网络实施攻击。 

PIX另一个关键性的安全特性是对TCP信息包的序列编号进行随机化处理。由于IP地址电子欺骗的方法早已公布，所以，入侵者已经有可能通过这种方法，控制住一个现成的TCP连接，然后向内部局域网上的计算机发送它们自己的信息。要想做到这一点，入侵者必须猜出正确的序列编号。在通常的TCP/IP中实现是很容易的，因为每次初始化连接时，大都采用一个相同的编号来启动会话。而PIX则使用了一种数学算法来随机化产生序列编号，这实际上使得攻击者已经不可能猜出连接所使用的序列编号了。

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