你真的了解防火墙吗？
作为一名网络民工，大部分朋友对防火墙了解不多，虽然在项目中时常会接触到，但真正了了解如何去使用防火墙却不多，本期我们一起来了解防火墙的功能。
我们这里说的防火墙（Firewall）是一种网络设备，它在网络中起到两个最基本的功能：划分网络的边界、加固内网的安全。
一、划分网络的边界
防火墙设备的其中一个功能，就是划分网络的边界，严格地将网络分为“外网”和“内网”。
“外网”则是防火墙认为的——不安全的网络，不受信任的网络；“内网”则是防火墙认为的——安全的网络，受信任的网络。
二、加固网络的安全
防火墙的其中一个功能，就是网络流量流向的问题（内到外可以访问，外到内默认不能访问），这就从一定程度上加强了网络的安全性，那就是：“内网属于私有环境，外人非请莫入！”
另外，防火墙还能从另外一些方面来加固内部网络的安全：
1、隐藏内部的网络拓扑
这种情况用于互联网防火墙。因为内网一般都会使用私有IP地址，而互联网是Internet的IP地址。
由于在IPv4环境下IP地址不足，内部使用大量的私有地址，转换到外部少量的Internet地址，这样的话，外部网络就不会了解到内部网络的路由，也就没法了解到内部网络的拓扑了。
同时，防火墙上还会使用NAT技术，将内部的服务器映射到外部，所以从外部访问服务器的时候只能了解到映射后的外部地址，根本不会了解到映射前的内部地址。
2、带有安全检测防御
这种功能并不是每一款防火墙都有。
安全检测系统（简称“IDS”）是一种对网络传输进行即时监视，在发现可疑传输时发出警报或者采取主动反应措施的网络安全设备。
它与其他网络安全设备的不同之处便在于，IDS是一种积极主动的安全防护技术。
3、会话日志功能
防火墙都有“会话记录”功能，每一个数据包在经过防火墙之后，都可以在防火墙的会话表中查询到历史访问记录。
如果是外部主机访问内部呢？当然，在你的内部网络遭受不安全以后，可以在防火墙上查到从外到内，到底是哪个IP地址非法闯入了。
三、防火墙在企业环境的应用
1、互联网出口设备
这估计是大家最能想到的一种用途吧。
因为Internet就是一个最典型的“外网”，当企业网络接入Internet的时候，为了保证内部网络不受来自外部的威胁侵害，就会在互联网出口的位置部署防火墙。
2、分支机构接骨干网作边界设备
在电力行业、金融行业等大型跨地，跨省的企业时，为了企业中各个省级、地市级单位的内部数据通信通常都会自建一张骨干网络。
每个省级、地市级单位办公网络接入骨干网时，就可以在网络接入点部署防火墙，进一步提高每个单位的办公网络安全性。
3、数据中心内保护服务器
数据中心（DataCenter）是为企业存放重要数据资料的，同时数据中心内会放置各种各样功能不一的服务器。
想要保证数据的安全，首先就要保证这些服务器的安全。物理上的安全嘛，你就防火防水防贼呗，应用上的安全，找杀毒软件嘛；但是在网络上防止，防止非授权人员操作服务器，就需要到防火墙来发挥作用了。
一般在传统的数据中心内，会根据不同的功能来决定服务器的分区，然后在每个分区和核心设备的连接处部署防火墙。
四、防火墙并不适用于所有网络场景
不是任何场合都适合部署防火墙。
谁都知道安全性和方便性有时候会有那么一些冲突。防火墙作为一种网络安全设备，部署在网络中会对穿过防火墙的数据包进行拦截，然后确定它符合策略要求以后才会放行。这会对网络传输效率造成一定影响。
所以防火墙一般用于数据中心，大型企业总部，国有企业省级、地区级办公机构，带有服务器区域的网络环境或机密性较高的单位。
五、防火墙的分类
防火墙按照功能和级别的不同，一般分类这么三类：包过滤型防火墙、状态检测型防火墙、代理型防火墙。
1、包过滤型防火墙
这种防火墙只能实现最基础的包过滤功能，按照既定的访问控制列表对数据包的三、四层信息进行控制，详细一点就是：
三层信息：源IP地址，目标IP地址
四层信息：源端口，目标端口
这种情况其实用一个路由器或者三层交换机，配置ACL就能实现。
只有符合了条件的数据包才能被放行，不符合条件的数据包无论如何都不会被放行。但是包过滤型防火墙的性质就是那么“教条”与“顽固不化”！
2、状态检测型防火墙
状态检测型防火墙就是为了解决的包过滤型防火墙的不足而存在的。它比包过滤型防火墙还多了一层“状态检测”功能。
状态化检测型防火墙可以识别出主动流量和被动流量，如果主动流量是被允许的，那么被动流量也是被允许的。
例如TCP的三次握手中，第一次流量是主动流量，从内到外，第二次流量就是从外到内的被动流量，这可以被状态监测型防火墙识别出并且放行。
状态监测型防火墙会有一张“连接表”，里面记录合法流量的信息。当被动流量弹回时，防火墙就会检查“连接表”，只要在“连接表”中查到匹配的记录，就会放行这个流量。
第一次握手，内部主机10.112.100.101使用随机端口10025访问外部的WebServer
200.100.1.2的TCP 80
三层信息
源IP地址：10.112.100.101
目标IP地址：200.100.1.2
源端口：TCP 10025
目标端口：TCP 80
由于内部接口放行所有流量，所以这个第一次握手的流量被放行了
但此时，防火墙在连接表中生成了如下内容：
第二次握手时，是外部主机被动弹回的流量
源地址（外部）：200.100.1.2
源端口（外部）：TCP 80
目标地址（内部）：10.112.100.101
目标端口（内部）：TCP 10025
此时，防火墙会暂时拦截流量，然后检查连接表，看看内部主机的IP和端口，外部主机的IP和端口是否与连接表中记录的相同，如果相同，它就会放行这个流量。
如果是外部主动发起的流量，而防火墙又没有允许它访问内部，由于是外部主动发起的流量，所以防火墙的连接表里没有相应的信息，这就会遭到防火墙的拒绝。
从而达到既保证了内部到外部的正常通信，又使得内部主机不受到外部的侵犯，这就是状态检测型防火墙的魅力所在。
目前主流的硬件防火墙几乎都支持状态监测功能。
3、代理型防火墙
代理型防火墙一般是一个安装在多网卡服务器上的软件，拥有状态监测的功能，但是多了一项功能就是代理服务器功能。一般有正向代理和反向代理两种功能：
正向代理用于内部主机访问Internet服务器的时候，特别是Web服务的时候很管用。当内部主机第一次访问外部的Web服务器时，代理服务器会将访问后的内容放在自己的“高速缓存”中。
当内部主机再次访问该Web服务器的时候，如果有相同的内容，代理服务器就会将这个访问定位到自己的高速缓存，从而提升内部主机的访问速度。
反向代理和正向代理有点类似，只不过访问的方向是外部到内部。
当外部主机要访问内部发布的某个服务器的时候，不会让它把访问目标定位到内部服务器上，而是反向代理设备上。
反向代理设备会从真实的服务器上抽取数据到自己的缓存中，起到保护真实服务器的功能。