72. Межсетевые экраны внутри локальной сети и на стыках с глобальной сетью.

Межсетевой экран(firewall, брандмауэр) представляет собой программную или программно-аппаратную систему, которая устанавливается на границе охраняемой вычислительной сети и осуществляет фильтрацию сетевого трафика в обе стороны, разрешая или запрещая прохождение определенных пакетов внутрь локальной сети (в периметр безопасности) или из нее в зависимости от выбранной политики безопасности.

Межсетевой экран, защищающий сразу множество (не менее двух) узлов, призван решить две задачи:

1. Ограничение доступа внешних (по отношению к защищаемой сети) пользователей к внутренним ресурсам корпоративной сети. К таким пользователям могут быть отнесены партнеры, удаленные пользователи, хакеры и даже сотрудники самой компании, пытающие получить доступ к серверам баз данных, защищаемых межсетевым экраном. 2. Разграничение доступа пользователей защищаемой сети к внешним ресурсам. Решение этой задачи позволяет, например, регулировать доступ к серверам, не требуемым для выполнения служебных обязанностей.

Все межсетевые экраны используют в своей работе один из двух взаимоисключающих принципов:

Разрешено все, что не запрещено в явном виде

Запрещено все, не разрешено в явном виде

Классификация

Существуют два основных типа МСЭ: пакетные фильтры и шлюзы приложений. При этом оба типа могут быть реализованы одновременно в одном брандмауэре.

Пакетные фильтры(packet filter) представляют собой сетевые маршрутизаторы, которые принимают решение о том, пропускать или блокировать пакет на основании информации в его заголовке.

Пакетные фильтры работают с информацией в заголовках IP, ICMP, TCP и UDP- пакетов.

Правила фильтрации пакетов задаются на основе следующих данных:

название сетевого интерфейса и направление передачи информации;

IP-адреса отправителя и получателя;

протокол более высокого уровня (используется TCP или UDP);

порт отправителя и получателя для протоколов TCP и UDP; • опции IP (например, блокировка маршрутизации от источника);

тип сообщения ICMP.

При определении правил фильтрации необходимо придерживаться одной из двух стратегий

политики безопасности:

Разрешить весь трафик, не запрещенный правилами фильтрации.

Запретить весь трафик, не разрешенный правилами фильтрации.

С точки зрения безопасности более предпочтительной является вторая стратегия.

Пакетные фильтры классифицируются на фильтры без памяти и фильтры с памятью (динамические).

Фильтры без памяти фильтруют информацию только исходя из информации в заголовке рассматриваемого пакета.

Динамические же пакеты учитывают при фильтрации текущее состояние соединений, формируя таблицы входящих и исходящих пакетов, и принимают решение на основании информации в нескольких взаимосвязанных пакетах.

Главным недостатком пакетных фильтров является невозможность осуществления фильтрации пакетов по содержимому информационной части пакетов, то есть по данным, относящимся к пакетам более высокого уровня. Этот недостаток может быть устранен путем использования шлюзов приложений (application gateway, proxy-server).

Proxy-серверы работают на прикладном уровне, обеспечивая работу той или иной сетевой службы. Proxy-серверы принимают запрос от клиента и направляют его во внешнюю сеть от своего имени, разрывая таким образом нормальный сетевой трафик. Поэтому брандмауэр в виде шлюза приложений может быть реализован на компьютере всего с одним сетевым интерфейсом.

Клиент формирует запрос на сервер какой-либо службы в Internet (например, запрос на внешний Web-сервер). Запрос поступает на proxy-сервер (конфигурация брандмауэра должна быть такова, чтобы все запросы к какой-либо службе в Internet обязательно поступали на соответствующий proxy-сервер). Приняв запрос от клиента, proxy-сервер проверяет его по заданным правилам фильтрации содержимого пакета и, если запрос не содержит запрещенных параметров, формирует пакет с запросом уже от своего имени (со своим обратным адресом) внешнему серверу. Ответ от внешнего сервера поступает, очевидно, на имя proxy-сервера. Пройдя проверку, аналогичную запросу, ответ может быть принят либо отвергнут. Если ответ принят -ответ направляется на адрес клиента, первоначально сформировавшего запрос.

Фильтрация содержимого может осуществляться по множеству параметров:

IP-адрес отправителя и получателя;

запрашиваемый URL;

наличие вложений (приложения Java, компоненты ActiveX) и т.п.

время запроса и другие, в зависимости от используемого proxy-сервера.

Важной функцией современных proxy-серверов является трансляция сетевых адресов (Network Address Translation, NAT), которая подразумевает замену адреса клиента в запросе во внешнюю сеть на собственный адрес (или несколько адресов) proxy-сервера. Это позволяет скрыть от посторонних структуру внутренней сети, список используемых в ней адресов. С другой стороны это позволяет иметь на всю локальную сеть лишь один легальный IP-адрес, который должен быть присвоен proxyсерверу. Рабочие станции внутри сети могут иметь любые IP-адреса, в том числе и те, которые запрещено использовать во внешней сети. NAT может быть организована по статической и динамической схеме. При статической трансляции адрес клиента в локальной сети привязывается к конкретному адресу, который транслируется во внешнюю сеть. Динамическая трансляция предполагает наличие диапазона доступных внешних адресов и при каждом запросе клиента proxyсервер выделяет один из свободных адресов для представления клиента во внешней сети, по окончании транзакции этот адрес возвращается в список свободных и может быть использован в дальнейшем для передачи запроса другого клиента. Развитием идеи NAT стала трансляция адресов портов (Network Address Port Translation, NAPT), когда один и тот же IP-адрес распределяется при трансляции на несколько пользователей и каждому пользователю сопоставляется в отправляемом во внешнюю сеть пакете уникальная комбинация IP-адреса и номера порта отправителя. Иными словами, различным пользователям сети proxy-сервер сопоставляет один и тот же IP-адрес, но присваивает различные номера портов в исходящих запросах.

Современные proxy-серверы выполняют обычно еще одну важную функцию – кэширование информации. Информация, пришедшая на proxy-сервер, сохраняется на локальных запоминающих устройствах, и при очередном запросе клиента запрашиваемая им информация сначала ищется в локальной памяти, и только если ее там нет - запрос передается во внешнюю сеть.

Коммутаторы

Данные устройства, функционирующие на канальном уровне, не принято причислять к классу межсетевых экранов, т.к. они разграничивают доступ в рамках локальной сети и не могут быть применены для ограничения трафика из Internet. Однако, основываясь на том факте, что межсетевой экран разделяет доступ между двумя сетями или узлами, такое причисление вполне закономерно.

Многие производители коммутаторов, например, Cisco, Nortel, 3Com, позволяют осуществлять фильтрацию трафика на основе MAC-адресов, содержащихся во фреймах, пытающихся получить доступ к определенному порту коммутатора.Однако, практически все современные сетевые карты позволяют программно изменять их MAC-адреса, что приводит к неэффективности такого метода фильтрации. Поэтому существуют и другие параметры, которые могут использоваться в качестве признака фильтрации. Например, VLAN, которые разграничивают трафик между ними - трафик одной VLAN никогда не пересекается с трафиком другой VLAN. Более "продвинутые" коммутаторы могут функционировать не только на втором, но и на третьем, четвертом (например, Catalyst) и даже седьмом уровнях модели OSI (например, TopLayer AppSwitch) .