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1. 防火墙简述

防火墙是一种网络安全设备，是网络安全的第一道门户，其主要作用是通过设置一系列规则来监控和控制进出网络的流量。防火墙能够根据预先定义的安全规则集来决定哪些流量被允许通过，哪些流量需要被阻止。防火墙可以是硬件设备、软件程序，或者是两者的结合。狭义的防火墙是指安装了防火墙的软件或路由器系统，而广义的防火墙还包括整个网络的安全策略和安全行为。

防火墙的主要目的是保护网络免受未经授权的访问和潜在的安全威胁。实现内部网(信任网络)和外部不可信任网络之间，或者内部网不同网络安全区域之间的隔离与访问控制，保证网络系统及网络服务的可用性，有效阻挡来自Internet的外部攻击。它通过设置规则来过滤数据包，阻止可疑活动和恶意流量进入网络内部。防火墙的功能不仅限于简单的包过滤，还可以包含更复杂的入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）。

防火墙是一种综合性的技术，涉及到计算机网络技术、密码技术、安全技术、软件技术、安全协议、网络标准化组织的安全规范以及安全操作系统等多方面。

防火墙的历史可以追溯到1980年代，随着互联网的普及和网络威胁的增加，防火墙技术也不断发展。早期的防火墙主要依赖于静态包过滤，而现代防火墙则结合了多种安全技术，如深度包检测（DPI）、应用层网关（ALG）和下一代防火墙（NGFW）。目前，防火墙已经成为网络安全的关键组成部分，在保护企业和个人网络安全方面发挥着重要作用。

2 防火墙概念

防火墙一词来自建筑物中的同名设施，从字面意思上说，它可以防止火灾从建筑物的一部，分蔓延到其他部分。Internet防火墙也要起到同样的作用，防止Internet上的不安全因素蔓延到自己企业或组织的内部网。防火墙技术早在1994年就RFC1636列为信息系统安全机制不可缺少的一项措施。

AT&T的两位工程师William Cheswich和Steven Bellovin给出了防火墙的明确定义:

1. 所有的从外部到内部或从内部到外部的通信都必须经过它。
2. 只有内部访问策略授权的通信才能被允许通过。
3. 系统本身具有很强的高可靠性。

总之，防火墙是一种网络安全保障手段，是网络通信时执行的一种访问控制尺度,其主要目标就是通过控制入、出一个网络的权限，并迫使所有的连接都经过这样的检查，防止一个需要保护的网络遭受外界因素的干扰和破坏。在逻辑上，防火墙是一个分离器，一个限制器，也是一个分析器，有效地监视了内部网络和Internet 之间的任何活动，保证了内部网络的安全;
在物理实现.上，防火墙是位于网络特殊位置的一组硬件设备路由器、计算机或其他特制的硬件设备。防火墙可以是一个独立的系统，也可以在一个进行网络互连的路由器上实现防火墙。

防火墙的发展共经过了4个阶段：

• 基于路由器的防火墙阶段。
• 用户化的防火墙工具套阶段。
• 建立在通用操作系统上的防火墙阶段。
• 具有安全操作系统的防火墙阶段。

3 防火墙的发展史

3.1 包过滤防火墙

• 判断信息：数据包的源IP地址、目的IP地址、协议类型、源端口、目的端口（五元组）。
• 工作范围：网络屋、传输层（3-4层)
• 和路由器的区别：普通的路由器只检查数据包的目标地址。并选择一个达到目的地址的最佳路径。防火墙除了要决定目的路径以外还需要根据已经设定的规则进行判断“是与否”。

包过滤防火墙又被分为静态包过滤防火墙和动态包过滤防火墙。

1. 静态包过滤防火墙工作在OSI模型中的网络层，它通过对到达的数据包的IP头和传输字段内容进行检查，和已经制定的自组规则去匹配，然后确定是转发该数据包还是丢弃该数据包（比如说，该规则中说，禁止外来用户访问IP地址为192.130.23.4的用户，你就当该用户是一个该机构的机密人员，那么所有目的IP为192.130.23.4的数据包都会被丢弃或者拒绝）。
2. 动态包过滤防火墙工作在OSI模型的传输层，也就是说，静态包过滤防火墙只有包的概念，他们分析的是一个一个数据包，而动态包过滤防火墙已经能够捕获到一条“连接”。那么动态包过滤防火墙就可以对发出的数据包做一个标记，对相同连接的进入的数据包允许通过。所以动态包过滤防火墙会对已建立的连接和规则表进行动态的维护。

包过滤防火墙是在网络的入口对通过的数据包进行选择，只有满足条件的数据包才能通过，否则被抛弃。