1．防火墙状态监测应该如何工作

无论何时，一个防火墙接收到一个初始化TCP连接的SYN包，这个带有SYN的数据包被

防火墙的规则库检查。该包在规则库里依次序比较。如果在检查了所有的规则后，该

包都没有被接受，那么拒绝该次连接。一个RST的数据包发送到远端的机器。如果该

包被接受，那么本次会话被记录到状态监测表里。该表是位于内核模式中的。随后的

数据包(没有带有一个SYN标志)就和该状态监测表的内容进行比较。如果会话是在状态

表内，而且该数据包是会话的一部分，该数据包被接受。如果不是会话的一部分，该

数据包被丢弃。这种方式提高了系统的性能，因为每一个数据包不是和规则库比较，

而是和状态监测表比较。只有在SYN的数据包到来时才和规则库比较。所有的数据包

与状态检测表的比较都在内核模式下进行所以应该很快。

2．状态监测表建立

那么初始化一个连接时使用ACK行不行？它又会出现什么问题呢？ 如果防火墙的状态

检测表使用ACK来建立会话，将会是不正确的。 如果一个包不在状态检测表中时，那

么该包使用规则库来检查，而不考虑它是否是SYN、ACK或其他的什么包。如果规则库

通过了这个数据包，本次会话被添加状态检测表中。所有后续的包都会和状态检测表

比较而被通过。因为在状态监测表中有入口，后续的数据包就没有进行规则检查。而

且我们在做状态监测表项时，也需要考虑时间溢出的问题。使用这种方法，一些简单

的DOS***将会非常有效地摧毁防火墙系统。 那么状态检测表建立应该怎么进行呢？ 

首先，对于一个会话我们使用什么来区分。从最简单的角度出发，我们可以使用源地

址、目的地址和端口号来区分是否是一个会话。 当通过使用一个SYN包来建立一个会

话时，防火墙先将这个数据包和规则库进行比较。如果通过了这个数据连接请求，它

被添加到状态检测表里。这时需要设置一个时间溢出值，参考CHECK-POINT FW-1的时

间值，将其值设定为60秒。然后防火墙期待一个返回的确认连接的数据包，当接收到

如此的包的时候，防火墙将连接的时间溢出值设定为3600秒。对于返回的连接请求的

数据包的类型需要做出判断，已确认其含有SYN/ACK标志。（注：对于时间溢出值，

应该可以由用户自行设定。） 在进行状态监测时，对于一个会话的确认可以只通过使

用源地址、目的地址和端口号来区分，在性能设计上如果能满足要求，也应该考虑对

于TCP连接的序列号的维护，虽然这样可能需要消耗比较多的资源。

3．连接的关闭

在连接被通讯双方关闭后，状态监测表中的连接应该被维护一段时间。 下面的处理方

法可以作为在连接关闭后状态检测行为的参考。 当状态监测模块监测到一个FIN或一

个RST包的时候，减少时间溢出值从我们缺省设定的值3600秒减少到50秒。如果在这

个周期内没有数据包交换，这个状态检测表项将会被删除，如果有数据包交换，这个

周期会被重新设置到50秒。如果继续通讯，这个连接状态会被继续地以50秒的周期维

持下去。这种设计方式可以避免一些DOS***，例如，一些人有意地发送一些FIN或

RST包来试图阻断这些连接。

4．UDP的连接维护

虽然UDP连接是无状态的，但是仍然可以用类似的方法来维护这些连接。当一个完成

规则检查的数据包通过防火墙时，这次会话被添加到状态检测表内，并设置一个时间

溢出值，任何一个在这个时间值内返回的包都会被允许通过，当然它的SRC/DST的IP地

址和SRC/DST的端口号是必须匹配的。

5．ICMP的状态检测问题

对于一些ICMP包的分析，在许多防火墙系统中都是做的很不够的，在对做状态检测时

是需要对ICMP的内容进行分析的。对于什么样的ICMP可以发出和放入在状态监测模块

中如何确定是关键。

6．IP分帧的问题

在路由时，如果IP数据包的内容大于MTU的大小，数据包将会被分帧，被分成几个更

小的IP数据包。虽然分帧没有直接地应用于状态检测表，但是它仍然是非常重要的。 

那么是否在截获数据包后，发向系统的TCP/IP协议站之前，对收到的分帧后的数据包

进行组装呢？ 在大多数情况下，作为一个状态检测防火墙，对于一些类型的分帧的IP

数据包进行重组是需要的。防火墙都监测TCP的头部信息作为对一次会话的监测。然

而，在所有被分帧后的IP数据包中只有第一个分帧包含了完整的信息，其他分帧只有

IP地址信息。如果一些分帧没有被重组，那么状态监测模块将没有办法识别后续的分

帧的数据包是否属于一个会话的一部分。通过重组，防火墙的状态检测模块就能识别

整个的被分帧的数据包。

然而，如果是重组完成后才对数据包进行检查，那么防火墙对于使用分帧***（使用

不完整的或者是非法的）就表现出很大的弱点。因为它们可能根本不会被重组完成。

当然它们也不会被日志记录下来。防火墙系统很快就会由于试图继续重组这些根本不

可能完成的数据包，而将系统的资源耗尽。那么对于如果需要实现分帧重组，那就必

须采用十分好的重组方式。对于具体应用来说，过小的分帧包应该被丢弃。