網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全防護(hù)技術(shù)研究

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摘要：互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來以后，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日趨復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中包含的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施越來越多，尤其是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的配置，可以提供更多的連接端口，滿足子網(wǎng)之間的連接需求。雖然我國的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了顯著的發(fā)展，但因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)本身的開放性，使得在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的使用過程中，常常會存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，為創(chuàng)造安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的安全防護(hù)技術(shù)應(yīng)用尤為重要。基于此，本文重點(diǎn)分析了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的幾種安全防護(hù)技術(shù)，對提高網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全性有著重要的作用。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；安全防護(hù)；技術(shù)應(yīng)用

近年來，隨著各行各業(yè)發(fā)展過程中對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，人們越來越意識到了網(wǎng)絡(luò)安全的重要性，尤其是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)作為一種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，在使用的過程中面臨著來自各個(gè)方面的安全風(fēng)險(xiǎn)，如果缺乏對各類安全風(fēng)險(xiǎn)的有效防控，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和設(shè)備遇到了安全威脅后，造成的損失巨大。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，人們已經(jīng)將安全防護(hù)作為了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的重點(diǎn)工作，陸續(xù)出現(xiàn)了多種的安全防護(hù)技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用，有效降低了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)，對信息安全傳輸、非法入侵防御都有重要的作用。

1網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)常見的安全風(fēng)險(xiǎn)

1.1ARP攻擊

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在運(yùn)行和使用的過程中，處于極端復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，這就使得網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)常常會遇到諸多因素的干擾，其中，ARP攻擊十分常見，這種攻擊對網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的正常使用有著嚴(yán)重的危害。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中ARP攻擊的原理，主要表現(xiàn)在：TCP/IP協(xié)議棧中往往包含了多個(gè)層級，其中，ARP僅僅為其中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，ARP可將特定的IP地址解析出來，快速生成MAC地址，其在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的作用，決定了ARP往往會受到TCP/IP協(xié)議的影響，尤其是如果其中存在有漏洞的情況下，黑客可能會利用這些漏洞來進(jìn)行相應(yīng)的ARP病毒發(fā)送，由于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中其他設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，這些ARP病毒可能會快速進(jìn)入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送大量的ARP詐騙數(shù)據(jù)包，當(dāng)出現(xiàn)了這一現(xiàn)象后，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中將發(fā)生通道阻塞、設(shè)備承載過大的問題，很難保障網(wǎng)絡(luò)條件下的通信質(zhì)量與安全，如果處理不及時(shí)將引發(fā)大面積癱瘓現(xiàn)象[2]。

1.2MAC地址攻擊

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的使用過程中，MAC地址攻擊的出現(xiàn)頻次也相對較高，但根據(jù)這種攻擊的特點(diǎn)，更多地是以海量詐騙數(shù)據(jù)包的發(fā)送為主。結(jié)合其攻擊原理：經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的運(yùn)行情況和功能特點(diǎn)，在交換機(jī)接收到了數(shù)據(jù)幀以后，將同步生成MAC學(xué)習(xí)源，依據(jù)學(xué)習(xí)源的MAC地址來構(gòu)建MAC地址表，在形成了該地址表以后，可進(jìn)行MAC地址表的查找，經(jīng)由學(xué)習(xí)來確認(rèn)在該地址表中的各個(gè)MAC地址是否有對應(yīng)的傳輸目標(biāo)，如果發(fā)現(xiàn)MAC地址有傳輸目標(biāo)，可直接選用單獨(dú)轉(zhuǎn)發(fā)的模式，但如果都沒有傳輸目標(biāo)，則采用廣播到全部接口的方式。當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的使用過程中發(fā)生了泛洪地址攻擊的現(xiàn)象，交換機(jī)會將其學(xué)習(xí)到的MAC地址直接在地址表中保存下來，由于MAC地址表的容量非常有限，攻擊將呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：虛擬MAC地址持續(xù)產(chǎn)生，使得MAC地址表在很長一段時(shí)間內(nèi)都處于被填滿的條件下，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)很難在這種條件下學(xué)習(xí)新的MAC地址，此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)很難自動(dòng)區(qū)分MAC地址是否具有目標(biāo)，一般會直接自動(dòng)默認(rèn)MAC地址為無目標(biāo)地址的狀態(tài)，直接將數(shù)據(jù)幀廣播到全部的接口中，當(dāng)黑客恰好處于這一廣播范圍內(nèi)時(shí)，就能夠截獲傳輸過程中的數(shù)據(jù)幀信息，引發(fā)網(wǎng)絡(luò)攻擊行為[3]。從根本上看，MAC地址攻擊實(shí)際上利用的是虛擬MAC地址的數(shù)據(jù)包攻擊方式，這些詐騙數(shù)據(jù)包占據(jù)了正常的MAC地址表空間，當(dāng)用戶無法識別出這種異常占用和攻擊行為時(shí)，將蒙受巨大的損失。

2網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全防護(hù)技術(shù)

2.1MAC地址接入限制

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)巨大，為有效實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)，應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)類型來采取有針對性的防護(hù)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，其中包含了多個(gè)接口和出口，如果在系統(tǒng)使用的過程中沒有做好網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的安全防護(hù)，必將加劇安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中，MAC地址實(shí)際上是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入的ID信息，通過MAC地址，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可正常完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，與此同時(shí)，經(jīng)由對設(shè)備ID信息的識別，也就可維持正常的數(shù)據(jù)傳輸。在涉及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，一旦網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)難以找到MAC所對應(yīng)的條目，該數(shù)據(jù)幀將作為廣播幀來進(jìn)行相應(yīng)的處理，由于在MAC地址對照表中只能夠存儲特定數(shù)量的條目，一旦其存儲量達(dá)到了容量，新的條目無法被添加到其中，在這種條件下的異常攻擊和訪問較為常見。針對這一方面的攻擊現(xiàn)象，為了實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)，一般可通過限制網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)端口接入的源MAC地址數(shù)量來實(shí)現(xiàn)，經(jīng)由這種限制處理的方式，可大大減少地址泛洪問題的出現(xiàn)。MAC地址開展接入認(rèn)證也對預(yù)防這種攻擊非常有效，在這種安全防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用過程中，主要是將用戶的MAC地址作為用戶名與密碼，在將用戶接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將同步進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送，與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對用戶的用戶名與密碼加以分析，這一分析過程也就是認(rèn)證的過程。

2.2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全防護(hù)過程中，往往包含了多種防護(hù)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密也是相對有效的防護(hù)技術(shù)，經(jīng)由這一技術(shù)的規(guī)范化應(yīng)用，可給數(shù)據(jù)傳輸創(chuàng)造相對安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在很多的企業(yè)體系中，所涉及的很多數(shù)據(jù)都為保密信息，這些信息和數(shù)據(jù)是企業(yè)決策的重要依據(jù)，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)泄漏，可能會給企業(yè)造成巨大的損失。在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的使用過程中，終端網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)、路由器連接點(diǎn)、核心網(wǎng)絡(luò)連接路徑都是需要關(guān)注的重點(diǎn)方面，如果能夠結(jié)合網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的各個(gè)特點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)加密技術(shù)的應(yīng)用，就可大大提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。在很多大型企業(yè)內(nèi)部，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是信息傳輸?shù)闹薪?，比如，機(jī)密文件和數(shù)據(jù)都是經(jīng)由交換機(jī)來傳輸?shù)?，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密，就可構(gòu)建更為安全的網(wǎng)絡(luò)密鑰，進(jìn)而在通信的過程中實(shí)現(xiàn)用戶名、口令的雙重加密。典型的加密模型如圖1所示。

2.3VLAN劃分安全防護(hù)技術(shù)

在一些網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全防護(hù)技術(shù)中，也會采用VLAN安全劃分技術(shù)，在此技術(shù)的具體應(yīng)用過程中，一般是將局域網(wǎng)中的各種設(shè)備依據(jù)相應(yīng)的邏輯來進(jìn)行不同網(wǎng)段的劃分，在經(jīng)由這種劃分處理以后，各個(gè)網(wǎng)段都可形成一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，這些虛擬網(wǎng)絡(luò)可保持虛擬工作的狀態(tài)。由于VLAN安全劃分技術(shù)的有效性，在當(dāng)下的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)安全防護(hù)中，這一技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣，在使用了這一安全技術(shù)后，經(jīng)由VLAN劃分的端口，只有在同網(wǎng)段內(nèi)才可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，在不同的網(wǎng)段之間，數(shù)據(jù)傳輸無法正常開展，一旦某一網(wǎng)段遇到了非法入侵的情況，其他網(wǎng)段的運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸都不會受其干擾[4]。

2.4VTP防護(hù)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全防護(hù)領(lǐng)域中，往往包含了多種多樣的技術(shù)，VTP防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，同樣也可起到安全防護(hù)的作用。對很多企業(yè)而言，所創(chuàng)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)體系中包含有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，利用中繼協(xié)議，就能夠?qū)μ摂M局域網(wǎng)加以重新組建、刪除或者重命名，進(jìn)而來進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。有關(guān)人員在對中繼協(xié)議進(jìn)行虛擬局域網(wǎng)設(shè)置的過程中，要將局域網(wǎng)信息傳遞給全部的交換機(jī)，這些交換機(jī)在接收到了這些信息以后，會自動(dòng)對自身的配置信息加以調(diào)整，確保其信息能夠符合VLAN的要求。對一個(gè)VTP而言，其中可以有一臺網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，也可有多臺網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，全部的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可保持信息和數(shù)據(jù)的共享。通常情況下，VTP包含有多種的工作模式，主要有VTPServer、VTPClient和VTPTransparent，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的初始默認(rèn)配置為VLAN1，也就是說，VTP模式為服務(wù)器[5]。整個(gè)的運(yùn)行過程中，VTPServer負(fù)責(zé)對VTP域的全部VLAN信息列表加以維護(hù)，與此同時(shí)，兼具對VLAN的建立、刪除或修改功能，可及時(shí)將通告信息發(fā)送并轉(zhuǎn)發(fā)出去，與虛擬局域網(wǎng)的相關(guān)配置信息保持一致，在配置工作結(jié)束以后，最終的信息保存在NVRAM中。VTPClient同樣可對VLAN信息列表起到重要的維護(hù)作用，但是其在關(guān)于VLAN的配置信息方面，無法進(jìn)行VLAN的建立、修改和刪除，可轉(zhuǎn)發(fā)通告同步虛擬局域網(wǎng)配置，但配置信息無法保存。端口隔離如圖2所示。

2.5中繼鏈路防護(hù)技術(shù)

在很多主體中，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的使用和配置，可有效實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)融合，在構(gòu)建了全網(wǎng)融合的環(huán)境以后，不僅提高了數(shù)據(jù)的整體傳輸效率，更可保持不同模塊之間的信息共享，雖然如此，也同步帶來了較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。在全網(wǎng)融合環(huán)節(jié)，一般配備有多臺交換機(jī)，這些交換機(jī)起著相同的作用，每個(gè)交換機(jī)上都會依據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行VLAN的劃分，為確保不同處于不同交換機(jī)上的VLAN之間可正常通信，提高通信安全性和便捷性，就可利用中繼鏈路技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，這一技術(shù)在應(yīng)用后，可對網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安全防護(hù)起到一定的作用。實(shí)際上，中繼鏈路中存在一個(gè)特殊的協(xié)議，就是動(dòng)態(tài)鏈路協(xié)議，在該協(xié)議輔助下，不同交換機(jī)上，同ID的VLAN之間可正常通信，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中中繼鏈路遭遇了不明攻擊或者異常入侵時(shí)，可能會引起數(shù)據(jù)丟失，不法分子在這一情況下可能會利用模擬網(wǎng)絡(luò)交換軟件來進(jìn)行DTP協(xié)議的啟動(dòng)，在啟動(dòng)后與其他網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)協(xié)商構(gòu)建中繼鏈路，當(dāng)完成了這一處理后，攻擊者可會直接學(xué)習(xí)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的VLAN，并與之開展通信。針對此類安全威脅，在使用中繼鏈路防護(hù)技術(shù)的過程中，可將網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上的全部中繼接口都進(jìn)行對應(yīng)的設(shè)置，將其設(shè)置為只允許專用的VLAN通過的模式并關(guān)閉全部未使用的端口。

2.6ARP攻擊防護(hù)

對于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中所面臨的ARP攻擊，在安全防護(hù)處理的過程中，一般可采取以下的防護(hù)手段：（1）由專業(yè)人員對交換機(jī)連接主機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)信任關(guān)系建立前提，如果信任關(guān)系僅僅是在IP或者M(jìn)AC地址的基礎(chǔ)上構(gòu)建的，意味著在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中存在著一定的漏洞，面臨的ARP攻擊風(fēng)險(xiǎn)較大，針對這一現(xiàn)象，可在網(wǎng)絡(luò)中安裝DHCP服務(wù)器，并在網(wǎng)關(guān)與客戶端上綁定IP與MAC，修復(fù)交換機(jī)中的漏洞。IP與MAC綁定環(huán)節(jié)，嚴(yán)禁DHCP之間的沖突現(xiàn)象，一旦存在沖突，需進(jìn)行了調(diào)解以后再綁定。（2）在交換機(jī)內(nèi)進(jìn)行靜態(tài)ARP映射表的構(gòu)建，并形成了這一部分以后，可有效克服原先主機(jī)刷新映射表時(shí)的權(quán)限限制，將ARP維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下。在經(jīng)由這一處理以后，外部局域網(wǎng)信息一般很難進(jìn)入其中，雖然這一防護(hù)方式的操作相對簡單，實(shí)現(xiàn)容易，但是其在安全防護(hù)方面存在著一定的限制。也就是說，當(dāng)主機(jī)需頻繁進(jìn)行局域網(wǎng)的更換時(shí)，不能采用這一防護(hù)方式。（3）不再使用ARP，并將ARP作為永久條目直接保存于映射表內(nèi)，這種做法對預(yù)防ARP攻擊非常有效，但用戶的部分權(quán)益受損。（4）安裝防火墻或者網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

2.7口令加密

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的安全防護(hù)中，口令加密也可進(jìn)一步起到安全防護(hù)的作用，具體來說，就是對一個(gè)空白的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)開展登錄權(quán)限設(shè)置，全部用戶一旦要介入該交換機(jī)，都要進(jìn)行密碼驗(yàn)證，如果輸入的密碼不正確，意味著該用戶可能為非法訪問，這種方式下，對有效減少異常訪問非常有限，在口令加密的過程中，可采用明文密碼+密文加密的方式。

3結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在使用的過程中，雖然給網(wǎng)絡(luò)接入帶來了極大的便捷，但與此同時(shí)也增大了網(wǎng)絡(luò)安全威脅，因此，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的使用中，不可忽視安全防護(hù)，應(yīng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的使用環(huán)境，選擇恰當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)技術(shù)來進(jìn)行安全優(yōu)化。

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作者:劉怡鈞 單位:中國移動(dòng)通信集團(tuán)天津有限公司