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IP网络路由器的设备安全与设备测试

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来源: 作者: 2018-10-24 12:59:51

一、引言

当今的时代是网络的时代,20世纪末出现的IP网络,以前所未有的发展速度创造了人类科技史上的奇迹,并大有取代已经存在了100多年的电路交换网的趋势。但从电信网的角度来说,IP网络还存在着诸如安全、服务质量、运营模式等问题。

其中,IP网络的安全问题是其中非常重要的一个方面,由于IP网络的开放性,又使得它的安全问题变得十分复杂。本文着重分析IP网络中所面临的安全威胁,并讨论路由器设备安全功能的测试。

二、IP网络所面临的安全威胁

IP网络的最大优势是它的开放性,并最大限度地支持终端的智能,这使得IP网络中存在着各种各样丰富多彩的业务与应用。但与此同时,IP网络的开放性与终端的智能化也使得IP网络面临着前所未有的安全威胁。

IP网络的安全威胁有两个方面,一是主机(包括用户主机和应用服务器等)的安全,二是网络自身(主要是网络设备,包括路由器、交换机等)的安全。用户主机所感知的安全威胁主要是针对特定操作系统(主要是Windows系统)的攻击,即所谓病毒。网络设备主要面对的是基于TCP/IP协议的攻击。本文主要讨论网络自身,即网络设备(主要是路由器)自身的安全问题。

路由器设备从功能上可以划分为数据平面、控制/信令平面和管理平面,也可以从协议系统的角度按TCP/IP协议的层次进行划分。图l所示为路由器的系统框架。路由器设备在系统框架中的每个层次上都有可能受到攻击。

图1路由器的系统框架

(1)对数据平面来说,其功能是负责处理进入设备的数据流,它有可能受到基于流量的攻击,如大流量攻击、畸形报文攻击。这些攻击的主要目的是占用设备CPU的处理时间,造成正常的数据流量无法得到处理,使设备的可用性降低。由于数据平面负责用户数据的转发,因此也会受到针对用户数据的攻击,主要是对用户数据的恶意窃取、修改、删除等,使用户数据的机密性和完整性受到破坏。

(2)对路由器来说,控制/信令平面的主要功能是进行路由信息的交换。这一平面受到的主要威胁来自对路由信息的窃取,对IP地址的伪造等,这会造成网络路由信息的泄漏或滥用。

(3)对系统管理平面来说,威胁来自于两个方面,一个是系统管理所使用的协议(如Telnet协议、HTTP协议等)的漏洞,另一个是不严密的管理,如设备管理账号的泄露等。

三、威胁网络安全的主要攻击手段

1.数据平面

数据平面受到的主要攻击是拒绝服务(DoS,DenyofService)攻击,拒绝服务攻击针对不同的协议会有很多种形式。

(1)LAND攻击。LAND攻击是利用某些系统TCP协议实现中的漏洞,制造TCPSYN报文,这些报文的源IP地址和TCP端口号与目的IP地址和TCP端口号相同,这样系统就会向自身发起一个TCP连接,造成了系统资源的无谓消耗。

(2)SYNF1ood攻击。SYNF1ood攻击是利用TCP协议三次握手的机制,由攻击主机向被攻击设备发送大量的SYN请求报文,这些报文的源地址是一个不可达的主机地址,被攻击设备发送SYNACK报文后,就开始等待大量根本不可能到达的ACK报文,造成了系统资源的大量占用。

(3)Smurf攻击。Smurf攻击是利用ICMP协议的一种DoS攻击手段。该攻击是将ICMPEchoRequest(Ping)报文的源地址伪造成被攻击设备的地址,目的地址为网络中的广播地址,这样大量的ICMP响应报文将造成被攻击设备以及所在网络的负载大大增加。如果攻击中使用的是UDP的应答请求消息则演变为Fraggle攻击。

(4)PingF1ood攻击。PingF1ood攻击是从一条高带宽的连接向一条低带宽的连接连续发送大量的Ping报文,被攻击设备将对每一个Ping报文进行回应,造成了网络可用带宽的降低。

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