路由器基本原理和安全設置

　 路由器工作原理
　　
　　路由器是工作在IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò )層實(shí)現子網(wǎng)之間轉發(fā)數據的設備。路由器內部可以劃分為控制平面和數據通道。在控制平面上，路由協(xié)議可以有不同的類(lèi)型。路由器通過(guò)路由協(xié)議交換網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構信息，依照拓撲結構動(dòng)態(tài)生成路由表。在數據通道上，轉發(fā)引擎從輸入線(xiàn)路接收IP包后，分析與修改包頭，使用轉發(fā)表查找輸出端口，把數據交換到輸出線(xiàn)路上。轉發(fā)表是根據路由表生成的，其表項和路由表項有直接對應關(guān)系，但轉發(fā)表的格式和路由表的格式不同，它更適合實(shí)現快速查找。轉發(fā)的主要流程包括線(xiàn)路輸入、包頭分析、數據存儲、包頭修改和線(xiàn)路輸出。
　　
　　路由協(xié)議根據網(wǎng)絡(luò )拓撲結構動(dòng)態(tài)生成路由表。IP協(xié)議把整個(gè)網(wǎng)絡(luò )劃分為管理區域，這些管理區域稱(chēng)為自治域，自治域區號實(shí)行全網(wǎng)統一管理。這樣，路由協(xié)議就有域內協(xié)議和域間協(xié)議之分。域內路由協(xié)議，如OSPF、IS-IS，在路由器間交換管理域內代表網(wǎng)絡(luò )拓撲結構的鏈路狀態(tài)，根據鏈路狀態(tài)推導出路由表。域間路由協(xié)議相鄰節點(diǎn)交換數據，不能使用多播方式，只能采用指定的點(diǎn)到點(diǎn)連接。

路由器結構體系
　　
　　路由器的控制平面，運行在通用CPU系統中，多年來(lái)一直沒(méi)有多少變化。在高可用性設計中，可以采用雙主控進(jìn)行主從式備份，來(lái)保證控制平面的可靠性。路由器的數據通道，為適應不同的線(xiàn)路速度，不同的系統容量，采用了不同的實(shí)現技術(shù)。 路由器的結構體系正是根據數據通道轉發(fā)引擎的實(shí)現機理來(lái)區分。簡(jiǎn)單而言，可以分為軟件轉發(fā)路由器和硬件轉發(fā)路由器。軟件轉發(fā)路由器使用CPU軟件技術(shù)實(shí)現數據轉發(fā)，根據使用CPU的數目，進(jìn)一步區分為單CPU的集中式和多CPU的分布式。硬件轉發(fā)路由器使用網(wǎng)絡(luò )處理器硬件技術(shù)實(shí)現數據轉發(fā)，根據使用網(wǎng)絡(luò )處理器的數目及網(wǎng)絡(luò )處理器在設備中的位置，進(jìn)一步細分為單網(wǎng)絡(luò )處理器的集中式、多網(wǎng)絡(luò )處理器的負荷分擔并行式和中心交換分布式。
　　
　　路由器安全設置
　　
　　對于黑客來(lái)說(shuō)，利用路由器的漏洞發(fā)起攻擊通常是一件比較容易的事情。路由器攻擊會(huì )浪費CPU周期，誤導信息流量，使網(wǎng)絡(luò )陷于癱瘓。好的路由器本身會(huì )采取一個(gè)好的安全機制來(lái)保護自己，但是僅此一點(diǎn)是遠遠不夠的。保護路由器安全還需要網(wǎng)管員在配置和管理路由器過(guò)程中采取相應的安全措施。
　　
　　堵住安全漏洞
　　
　　限制系統物理訪(fǎng)問(wèn)是確保路由器安全的最有效方法之一。限制系統物理訪(fǎng)問(wèn)的一種方法就是將控制臺和終端會(huì )話(huà)配置成在較短閑置時(shí)間后自動(dòng)退出系統。避免將調制解調器連接至路由器的輔助端口也很重要。一旦限制了路由器的物理訪(fǎng)問(wèn)，用戶(hù)一定要確保路由器的安全補丁是最新的。漏洞常常是在供應商發(fā)行補丁之前被披露，這就使得黑客搶在供應商發(fā)行補丁之前利用受影響的系統，這需要引起用戶(hù)的關(guān)注。
　　
　　避免身份危機
　　
　　黑客常常利用弱口令或默認口令進(jìn)行攻擊。加長(cháng)口令、選用30到60天的口令有效期等措施有助于防止這類(lèi)漏洞。另外，一旦重要的IT員工辭職，用戶(hù)應該立即更換口令。用戶(hù)應該啟用路由器上的口令加密功能，這樣即使黑客能夠瀏覽系統的配置文件，他仍然需要破譯密文口令。實(shí)施合理的驗證控制以便路由器安全地傳輸證書(shū)。在大多數路由器上，用戶(hù)可以配置一些協(xié)議，如遠程驗證撥入用戶(hù)服務(wù)，這樣就能使用這些協(xié)議結合驗證服務(wù)器提供經(jīng)過(guò)加密、驗證的路由器訪(fǎng)問(wèn)。驗證控制可以將用戶(hù)的驗證請求轉發(fā)給通常在后端網(wǎng)絡(luò )上的驗證服務(wù)器。驗證服務(wù)器還可以要求用戶(hù)使用雙因素驗證，以此加強驗證系統。雙因素的前者是軟件或硬件的令牌生成部分，后者則是用戶(hù)身份和令牌通行碼。其他驗證解決方案涉及在安全外殼（SSH）或IPSec內傳送安全證書(shū)。
　　
　　禁用不必要服務(wù)
　　
　　擁有眾多路由服務(wù)是件好事，但近來(lái)許多安全事件都凸顯了禁用不需要本地服務(wù)的重要性。需要注意的是，禁用路由器上的CDP可能會(huì )影響路由器的性能。另一個(gè)需要用戶(hù)考慮的因素是定時(shí)。定時(shí)對有效操作網(wǎng)絡(luò )是必不可少的。即使用戶(hù)確保了部署期間時(shí)間同步，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，時(shí)鐘仍有可能逐漸失去同步。用戶(hù)可以利用名為網(wǎng)絡(luò )時(shí)間協(xié)議（NTP）的服務(wù)，對照有效準確的時(shí)間源以確保網(wǎng)絡(luò )上的設備時(shí)針同步。不過(guò)，確保網(wǎng)絡(luò )設備時(shí)鐘同步的最佳方式不是通過(guò)路由器，而是在防火墻保護的非軍事區（DMZ）的網(wǎng)絡(luò )區段放一臺NTP服務(wù)器，將該服務(wù)器配置成僅允許向外面的可信公共時(shí)間源提出時(shí)間請求。在路由器上，用戶(hù)很少需要運行其他服務(wù)，如SNMP和DHCP。只有絕對必要的時(shí)候才使用這些服務(wù)。
　　
　　限制邏輯訪(fǎng)問(wèn)
　　
　　限制邏輯訪(fǎng)問(wèn)主要是借助于合理處置訪(fǎng)問(wèn)控制列表。限制遠程終端會(huì )話(huà)有助于防止黑客獲得系統邏輯訪(fǎng)問(wèn)。SSH是優(yōu)先的邏輯訪(fǎng)問(wèn)方法，但如果無(wú)法避免Telnet，不妨使用終端訪(fǎng)問(wèn)控制，以限制只能訪(fǎng)問(wèn)可信主機。因此，用戶(hù)需要給Telnet在路由器上使用的虛擬終端端口添加一份訪(fǎng)問(wèn)列表。
　　
　　控制消息協(xié)議（ICMP）有助于排除故障，但也為攻擊者提供了用來(lái)瀏覽網(wǎng)絡(luò )設備、確定本地時(shí)間戳和網(wǎng)絡(luò )掩碼以及對OS修正版本作出推測的信息。為了防止黑客搜集上述信息，只允許以下類(lèi)型的ICMP流量進(jìn)入用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )：ICMP網(wǎng)無(wú)法到達的、主機無(wú)法到達的、端口無(wú)法到達的、包太大的、源抑制的以及超出生存時(shí)間（TTL）的。此外，邏輯訪(fǎng)問(wèn)控制還應禁止ICMP流量以外的所有流量。
　　
　　使用入站訪(fǎng)問(wèn)控制將特定服務(wù)引導至對應的服務(wù)器。例如，只允許SMTP流量進(jìn)入郵件服務(wù)器；DNS流量進(jìn)入DSN服務(wù)器；通過(guò)安全套接協(xié)議層（SSL）的HTTP（HTTP/S）流量進(jìn)入Web服務(wù)器。為了避免路由器成為DoS攻擊目標，用戶(hù)應該拒絕以下流量進(jìn)入：沒(méi)有IP地址的包、采用本地主機地址、廣播地址、多播地址以及任何假冒的內部地址的包。雖然用戶(hù)無(wú)法杜絕DoS攻擊，但用戶(hù)可以限制DoS的危害。用戶(hù)可以采取增加SYN ACK隊列長(cháng)度、縮短ACK超時(shí)等措施來(lái)保護路由器免受TCP SYN攻擊。
　　
　　用戶(hù)還可以利用出站訪(fǎng)問(wèn)控制限制來(lái)自網(wǎng)絡(luò )內部的流量。這種控制可以防止內部主機發(fā)送ICMP流量，只允許有效的源地址包離開(kāi)網(wǎng)絡(luò )。這有助于防止IP地址欺騙，減小黑客利用用戶(hù)系統攻擊另一站點(diǎn)的可能性。
　　
　　監控配置更改
　　
　　用戶(hù)在對路由器配置進(jìn)行改動(dòng)之后，需要對其進(jìn)行監控。如果用戶(hù)使用SNMP，那么一定要選擇功能強大的共用字符串，最好是使用提供消息加密功能的SNMP。如果不通過(guò)SNMP管理對設備進(jìn)行遠程配置，用戶(hù)最好將SNMP設備配置成只讀。拒絕對這些設備進(jìn)行寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)，用戶(hù)就能防止黑客改動(dòng)或關(guān)閉接口。此外，用戶(hù)還需將系統日志消息從路由器發(fā)送至指定服務(wù)器。
　　
　　為進(jìn)一步確保安全管理，用戶(hù)可以使用SSH等加密機制，利用SSH與路由器建立加密的遠程會(huì )話(huà)。為了加強保護，用戶(hù)還應該限制SSH會(huì )話(huà)協(xié)商，只允許會(huì )話(huà)用于同用戶(hù)經(jīng)常使用的幾個(gè)可信系統進(jìn)行通信。
　　
　　配置管理的一個(gè)重要部分就是確保網(wǎng)絡(luò )使用合理的路由協(xié)議。避免使用路由信息協(xié)議（RIP），RIP很容易被欺騙而接受不合法的路由更新。用戶(hù)可以配置邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）和開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）等協(xié)議，以便在接受路由更新之前，通過(guò)發(fā)送口令的MD5散列，使用口令驗證對方。以上措施有助于確保系統接受的任何路由更新都是正確的。
　　
　　實(shí)施配置管理
　　
　　用戶(hù)應該實(shí)施控制存放、檢索及更新路由器配置的配置管理策略，并將配置備份文檔妥善保存在安全服務(wù)器上，以防新配置遇到問(wèn)題時(shí)用戶(hù)需要更換、重裝或回復到原先的配置。
　　
　　用戶(hù)可以通過(guò)兩種方法將配置文檔存放在支持命令行接口（CLI）的路由器平臺上。一種方法是運行腳本，腳本能夠在配置服務(wù)器到路由器之間建立SSH會(huì )話(huà)、登錄系統、關(guān)閉控制器日志功能、顯示配置、保存配置到本地文件以及退出系統；另外一種方法是在配置服務(wù)器到路由器之間建立IPSec隧道，通過(guò)該安全隧道內的TFTP將配置文件拷貝到服務(wù)器。用戶(hù)還應該明確哪些人員可以更改路由器配置、何時(shí)進(jìn)行更改以及如何進(jìn)行更改。在進(jìn)行任何更改之前，制訂詳細的逆序操作規程。

發(fā)布者：博子