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网络安全
NAT的基本原理和类型
NAT能解决令人头痛的IP地址紧缺的问题,而且能使得内外网络隔离,提供一定的网络安全保障。它解决问题的办法是:在内部网络中使用内部地址,通过NAT把内部地址翻译成合法的IP地址在Internet上使用,其具体的做法是把IP包内的地址域用合法的IP地址来替换。
NAT功能通常被集成到路由器、防火墙、ISDN路由器或者单独的NAT设备中。NAT设备维护一个状态表,用来把非法的IP地址映射到合法的IP地址上去。每个包在NAT设备中都被翻译成正确的IP地址,发往下一级,这意味着给处理器带来了一定的负担。但对于一般的网络来说,这种负担是微不足道的。
NAT有三种类型:静态NAT、动态地址NAT、网络地址端口转换NAPT。其中静态NAT设置起来最为简单,内部网络中的每个主机都被永久映射成外部网络中的某个合法的地址。而动态地址NAT则是在外部网络中定义了一系列的合法地址,采用动态分配的方法映射到内部网络。NAPT则是把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。根据不同的需要,三种NAT方案各有利弊。
动态地址NAT只是转换IP地址,它为每一个内部的IP地址分配一个临时的外部IP地址,主要应用于拨号,对于频繁的远程联接也可以采用动态NAT。当远程用户联接上之后,动态地址NAT就会分配给他一个IP地址,用户断开时,这个IP地址就会被释放而留待以后使用。
网络地址端口转换NAPT(Network Address Port Translation)是人们比较熟悉的一种转换方式。NAPT普遍应用于接入设备中,它可以将中小型的网络隐藏在一个合法的IP地址后面。NAPT与动态地址NAT不同,它将内部连接映射到外部网络中的一个单独的IP地址上,同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。
IPsec的工作模式
IPsec是一个能在Internet上保证通道安全的开放标准
IPsec生成一个标准平台,来开发安全网络和两台机器之间的电子隧道。通过IPsec的安全隧道,在数据包可以传送的网络中生成像电路那样的连接。IPsec在远地用户之间和在本地网中生成这样的隧道,它也把每个数据包包封在一个新的包中,该新包包含了建立、维持和不再需要时拆掉隧道所必需的信息。
经常利用IPsec来确保数据网络的安全。通过使用数字证明和自动认证设备,来验证两个来回发送信息的用户身份。对需要在很多设备之间安全连接的大型网络中确保数据安全,IPsec是一个理想的方法。
部署了IPsec的用户能确保其网络基础设施的安全,而不会影响各台计算机上的应用程序。此套协议是用作对网络基础设施的纯软件升级。这既允许实现安全性,又没有花什么钱对每台计算机进行改造。最重要的是,IPsec允许不同的网络设备、PC机和其他计算系统之间实现互通。
IPsec有两种模式—─传输模式和隧道模式。传输模式只对IP分组应用IPsec协议,对IP报头不进行任何修改,它只能应用于主机对主机的IPsec虚拟专用网VPN中。隧道模式中IPsec将原有的IP分组封装成带有新的IP报头的IPsec分组,这样原有的IP分组就被有效地隐藏起来了。隧道主要应用于主机到网关的远程接入的情况。
鉴定报头AH可与很多各不相同的算法一起工作。AH应用得很少,它要校验源地址和目的地址这些标明发送设备的字段是否在路由过程中被改变过,如果校验没通过,分组就会被抛弃。通过这种方式AH就为数据的完整性和原始性提供了鉴定。
NAT和IPsec之间的“矛盾”
NAT和AH IPsec无法一起运行,因为根据定义,NAT会改变IP分组的IP地址,而IP分组的任何改变都会被AH标识所破坏。当两个IPsec边界点之间采用了NAPT功能但没有设置IPsec流量处理的时候,IPsec和NAT同样无法协同工作;另外,在传输模式下,ESP IPsec不能和NAPT一起工作,因为在这种传输模式下,端口号受到ESP的保护,端口号的任何改变都会被认为是破坏。在隧道模式的ESP情况下,TCP/UDP报头是不可见的,因此不能被用于进行内外地址的转换,而此时静态NAT和ESP IPsec可以一起工作,因为只有IP地址要进行转换,对高层协议没有影响。
解决争端 和平共处
几点值得注意:
1.这种解决争端的方法只适用于位于NAPT设备之外的IPsec 客户端来初始化IPsec VPN;
2.必须要设置IPsec网关,用NAPT网关给出的某个IP地址进行IKE协商。ESP用SPI、目的地址和协议号来查找IPsec分组所属的SA,因为IPsec网关只是通过NAPT地址来确定IPsec客户端,它必须使用这个地址进行协商;
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