區域網路

區域網路

區域網路(Local Area Network,LAN)是指在某一區域內由多台計算機互聯成的計算機組。一般是方圓幾千米以內。區域網路可以實現檔案管理、套用軟體共享、印表機共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。區域網路是封閉型的,可以由辦公室內的兩台計算機組成,也可以由一個公司內的上千台計算機組成。區域網路(Local Area Network,LAN)是在一個局部的地理範圍內(如一個學校、工廠和機關內),一般是方圓幾千米以內,將各種計算機,外部設備和資料庫等互相聯接起來組成的計算機通信網。它可以通過數據通信網或專用數據電路,與遠方的區域網路、資料庫或處理中心相連線,構成一個較大範圍的信息處理系統。區域網路可以實現檔案管理、套用軟體共享、印表機共享、掃瞄器共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。區域網路嚴格意義上是封閉型的。它可以由辦公室內幾台甚至上千上萬台計算機組成。決定區域網路的主要技術要素為:網路拓撲,傳輸介質與介質訪問控制方法。區域網路由網路硬體(包括網路伺服器、網路工作站、網路印表機、網卡、網路互聯設備等)和網路傳輸介質,以及網路軟體所組成。

基本信息

基本簡介

區域網路(Local Area Network),簡稱LAN,是指在某一區域內由多台計算機互聯成的計算機組。“某一

區域網路 區域網路

區域”指的是同一辦公室、同一建築物、同一公司和同一學校等,一般是方圓幾千米以內。區域網路可以實現檔案管理、套用軟體共享、印表機共享、掃瞄器共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。區域網路是封閉型的,可以由辦公室內的兩台計算機組成,也可以由一個公司內的上千台計算機組成。

區域網路就像住在一個大合院的一些人能在一起進行共同的活動!區域網路(Local Area Network,LAN)是指在某一區域內由多台計算機互聯成的計算機組。一般是方圓幾千米以內。區域網路可以實現檔案管理、套用軟體共享、印表機共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。區域網路是封閉型的,可以由辦公室內的兩台計算機組成,也可以由一個公司內的上千台計算機組成。

拓撲結構

區域網路通常是分布在一個有限地理範圍內的網路系統,一般所涉及的地理範圍只有幾公里。區域網路專用性非常強,具有比較穩定和規範的拓撲結構。常見的區域網路拓樸結構如下:

星形

區域網路 區域網路

這種結構的網路是各工作站以星形方式連線起來的,網中的每一個節點設備都以中防節為中心,通過連線線與中心 節點相連,如果一個工作站需要傳輸數據,它首先必須通過中心節點。由於在這種結構的網路系統中,中心節點是控制中心,任意兩個節點間的通信最多只需兩步,所以,能夠傳輸速度快,並且網路構形簡單、建網容易、便於控制和管理。但這種網路系統,網路可靠性低,網路共享能力差,並且一旦中心節點出現故障則導致全網癱瘓。

樹形

樹形拓補圖 樹形拓補圖

樹形結構網路是天然的分級結構,又被稱為分級的集中式網路。其特點

是網路成本低,結構比較簡單。在網路中,任意兩個節點之間不產生迴路,每個鏈路都支持雙向傳輸,並且,網路中節點擴充方便、靈活,尋查鏈路路徑比較簡單。

但在這種結構網路系統中,除葉節點及其相連的鏈路外,任何一個工作站或鏈路產生故障會影響整個網路系統的正常運行。

匯流排形

匯流排形結構網路是將各個節點設備和一根匯流排相連。網路中所有的節點工作站都是通過匯流排進行信息傳輸的。作為匯流排的通信連線可以是同軸電纜、雙絞線,也可以是扁平電纜。在匯流排結構中,作為數據通信必經的匯流排的負載能量是有限度的,這是由通信媒體本身的物理性能決定的。所以,匯流排結構網路中工作站節點的個數是有限制的,如果工作站節點的個數超出匯流排負載能量,就需要延長匯流排的長度,並加入相當數量的附加轉接部件,使匯流排負載達到容量要求。匯流排形結構網路簡單、靈活,可擴充性能好。所以,進行節點設備的插入與拆卸非常方便。另外,匯流排結構網路可靠性高、網路節點間回響速度快、共享資源能力強、設備投入量少、成本低、安裝使用方便,當某個工作站節點出現故障時,對整個網路系統影響小。因此,匯流排結構網路是最普遍使用的一種網路。但是由於所有的工作站通信均通過一條共用的匯流排,所以,實時性較差。

環形

環形結構 環形結構

環形結構是網路中各節點通過一條首尾相連的通信鏈路連線起來的一個閉合環形結構網。環形結構網路的結構也比較簡單,系統中各工作站地位相等。系統中通信設備和線路比較節省。

在網中信息設有固定方向單向流動,兩個工作站節點之間僅有一條通路,系統中無信道選擇問題;某個結點的故障將導致物理癱瘓。環網中,由於環路是封閉的,所以不便於擴充,系統回響延時長,且信息傳輸效率相對較低。

WAN比較

區域網路 區域網路

廣域網(WAN),就是我們通常所說的Internet,它是一個遍及全世界的網路。區域網路(LAN),相對於廣域網(WAN)而言,主要是指在小範圍內的計算機網際網路。這個“小範圍”可以是一個家庭,一所學校,一家公司,或者是一個政府部門。BT中常常提到的公網、外網,即廣域網(WAN);BT中常常提到私網、區域網路,即區域網路(LAN)。

廣域網上的每一台電腦(或其他網路設備)都有一個或多個廣域網IP位址(或者說公網、外網IP位址),廣域網IP位址一般要到ISP處交費之後才能申請到,廣域網IP位址不能重複;區域網路(LAN)上的每一台電腦(或其設備)都有一個或多個區域網路IP位址(或者說私網、區域網路IP位址),區域網路IP位址是區域網路內部分配的,不同區域網路的IP位址可以重複,不會相互影響。

廣域網(WAN、公網、外網)與區域網路(LAN、私網、區域網路)電腦交換數據要通過路由器或網關的NAT(網路地址轉換)進行。一般說來,區域網路(LAN、私網、區域網路)內電腦發起的對外連線請求,路由器或網關都不會加以阻攔,但來自廣域網對區域網路內電腦連線的請求,路由器或網關在絕大多數情況下都會進行攔截。無線區域網路WLAN(Wireless Local Area Network)計算機區域網路是把分布在數公里範圍內的不同物理位置的計算機設備連在一起,在網路軟體的支持下可以相互通訊和資源共享的網路系統。通常計算機組網的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜,構成有線區域網路。但有線網路在某些場合要受到布線的限制:布線、改線工程量大;線路容易損壞;網中的各節點不可移動。特別是當要把相離較遠的節點聯結起來時,敷設專用通訊線路布線施工難度之大,費用、耗時之多,實是令人生畏。這些問題都對正在迅速擴大的聯網需聯

WLAN就是解決有線網路以上問題而出現的。WLAN利用電磁波在空氣中傳送和接,而無需線纜介質。WLAN的數據傳輸速率已經能夠達到最高1000Mbps,傳輸距離可遠至20km以上。無線聯網方式是對有線聯網方式的一種補充和擴展,使網上的計算機具有可移動性,網路聯通問題。

其他資料

區域網路協定設定

區域網路中的一些協定,在安裝作業系統時會自動安裝。如在安裝Windows2000或Windows95/98時,系統會自動安裝NetBEUI通信協定。在安裝NetWare時,系統會自動安裝IPX/SPX通信協定。其中三種協定中,NetBEUI和IPX/SPX在安裝後不需要進行設定就可以直接使用,但TCP/IP要經過必要的設定。所以下文主要以Windows2000環境下的TCP/IP協定為主,介紹其安裝、設定和測試方法,其他作業系統中協定的有關操作與Windows2000基本相同,甚至更為簡單。

TCP/IP通信協定的安裝

在Windows2000中,如果未安裝有TCP/IP通信協定,可選擇“開始/設定/控制臺/網路和撥號連線”,右鍵單擊“本地連線”選擇“屬性”將出現“本地連線屬性”對話框,單擊對話框中的“安裝”按鈕,選取其中的TCP/IP協定,然後單擊“添加”按鈕。系統會詢問你是否要進行“DHCP伺服器”的設定?如果你區域網路內的IP位址是固定的(一般是這樣),可選擇“否”。隨後,系統開始從安裝盤中複製所需的檔案。

TCP/IP協定安裝

TCP/IP通信協定的設定

在“網路”對話框中選

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擇已安裝的TCP/IP協定,打開其“屬性”,將出現“Internet協定(TCP/IP)屬性”的對話框。在指定的位置輸入已分配好的“IP位址”和“子網掩碼”,不知道可以去詢問網路管理員。建議在安裝系統前記下此號碼,畢竟求人不如求己嘛。如果該用戶還要訪問其它Widnows2000網路的資源,還可以在“默認網關”處輸入網關的地址。

TCP/IP通信協定的測試

當TCP/IP協定安裝並設定結束後,為了保證其能夠正常工作,在使用前一定要進行測試。我建議大家使用系統自帶的工具程式:PING命令,該工具可以檢查任何一個用戶是否與同一網段的其他用戶連通,是否與其他網段的用戶連線正常,同時還能檢查出自己的IP位址是否與其他用戶的IP位址發生衝突。

假如伺服器的IP位址為190.201.2.1,如要測試你的機器是否與伺服器接通時,只需切換到DOS提示符下,並鍵入命令“PING190.201.2.1”即可。如果出現類似於“Replyfrom190.201.2.1……”的回應,說明TCP/IP協定工作正常;如果顯示類似於“Requesttimedout”的信息,說明雙方的TCP/IP協定的設定可能有錯,或網路的其它連線(如網卡、HUB或連線等)有問題,還需進一步檢查。

定義

為了完整地給出LAN的定義,必須使用兩種方式:一種是功能性定義,另一種是技術性定義。前一種將LAN定義為一組台式計算機和其它設備,在物理地址上彼此相隔不遠,以允許用戶相互通信和共享諸如印表機和存儲設備之類的計算資源的方式互連在一起的系統。這種定義適用於辦公環境下的LAN、工廠和研究機構中使用的LAN。

就LAN的技術性定義而言,它定義為由特定類型的傳輸媒體(如電纜、光纜和無線媒體)和網路適配器(亦稱為網卡)互連在一起的計算機,並受網路作業系統監控的網路系統。

功能性和技術性定義之間的差別是很明顯的,功能性定義強調的是外界行為和服務;技術性定義強調的則是構成LAN所需的物質基礎和構成的方法。

區域網路(LAN)的名字本身就隱含了這種網路地理範圍的局域性。由於較小的地理範圍的局限性,LAN通常要比廣域網(WAN)具有高的多的傳輸速率,例如,目前LAN的傳輸速率為10Mb/s,FDDI的傳輸速率為100Mb/s,而WAN的主幹線速率國內目前僅為64kbps或2.048Mbps,最終用戶的上線速率通常為14.4kbps。

LAN的拓撲結構目前常用的是匯流排型和環行。這是由於有限地理範圍決定的。這兩種結構很少在廣域網環境下使用。

LAN還有諸如高可靠性、易擴縮和易於管理及安全等多種特性。

WLAN的優點

安裝便捷

一般在網路建設當中,施工周期最長、對周邊環境影響最大的就是網路布線的施工了。在施工過程時,往往需要破牆掘地、穿線架管。而WLAN最大的優勢就是免去或減少了這部分繁雜的網路布線的工作量,一般只要在安放一個或多個接入點(AccessPoint)設備就可建立復蓋整個建築或地區的區域網路。

使用靈活

在有線網路中,網路設備的安放位置受網路信息點位置的限制。而一旦WLAN建成後,在無線網的信號復蓋區

區域網路 區域網路

域內任何一個位置都可以接入網路,進行通訊。

經濟節約

由於有線網路中缺少靈活性,這就要求網路的規劃者儘可能地考慮未來的發展的需要,這就往往導致需要預設大量利用率較低的信息點。而一旦網路的發展超出了設計規劃時的預期,又要花費較多費用進行網路改造。而WLAN可以避免或減少以上情況的發生。

易於擴展

WLAN有多種配置方式,能夠根據實際需要靈活選擇。這樣,WLAN能夠勝任只有幾個用戶的小型區域網路到上千用戶的大型網路,並且能夠提供像“漫遊(Roaming)”等有線網路無法提供的特性。

由於WLAN具有多方面的優點,其發展十分迅速。在最近幾年裡,WLAN已經在醫院、商店、工廠和學校等不適合網路布線的場合得到了廣泛的套用。

據權威調研機構CahnersIn-StatGroup預計,全球無線區域網路市場將在2000年至2004年保持快速增長趨勢,每年平均增長率高達25%。無線區域網路市場的網卡、接入點設備及其他相關設備的總銷售額也將在2000年輕鬆突破10億美元大關,在2004年達到21.97億美元。

區域網路安全

目前的區域網路基本上都採用以廣播為技術基礎的乙太網,任何兩個節點之間的通信數據包,不僅為這兩個節點的網卡所接收,也同時為處在同一乙太網上的任何一個節點的網卡所截取。因此,黑客只要接入乙太網上的任一節點進行偵聽,就可以捕獲發生在這個乙太網上的所有數據包,對其進行解包分析,從而竊取關鍵信息,這就是乙太網所固有的安全隱患。事實上,Internet上許多免費的黑客工具,如SATAN、ISS、NETCAT等等,都把乙太網偵聽作為其最基本的手段。

當前,區域網路安全的解決辦法有以下幾種:

網路分段

網路分段通常被認

區域網路 區域網路

為是控制網路廣播風暴的一種基本手段,但其實也是保證網路安全的一項重要措施。其目的就是將非法用戶與敏感的網路資源相互隔離,從而防止可能的非法偵聽,網路分段可分為物理分段和邏輯分段兩種方式。目前,海關的區域網路大多採用以交換機為中心、路由器為邊界的網路格局,應重點挖掘中心交換機的訪問控制功能和三層交換功能,綜合套用物理分段與邏輯分段兩種方法,來實現對區域網路的安全控制。例如:在海關係統中普遍使用的DECMultiSwitch900的入侵檢測功能,其實就是一種基於MAC地址的訪問控制,也就是上述的基於數據鏈路層的物理分段。

以交換式集線器代替共享式集線器

對區域網路的中心交換機進行網路分段後,乙太網偵聽的危險仍然存在。這是因為網路最終用戶的接入往往是通過分支集線器而不是中心交換機,而使用最廣泛的分支集線器通常是共享式集線器。這樣,當用戶與主機進行數據通信時,兩台機器之間的數據包(稱為單播包UnicastPacket)還是會被同一台集線器上的其他用戶所偵聽。一種很危險的情況是:用戶TELNET到一台主機上,由於TELNET程式本身缺乏加密功能,用戶所鍵入的每一個字元(包括用戶名、密碼等重要信息),都將被明文傳送,這就給黑客提供了機會。

因此,應該以交換式集線器代替共享式集線器,使單播包僅在兩個節點之間傳送,從而防止非法偵聽。當然,交換式集線器只能控制單播包而無法控制廣播包(BroadcastPacket)和多播包(MulticastPacket)。所幸的是,廣播包和多播包內的關鍵信息,要遠遠少於單播包。

VLAN的劃分

為了克服乙太網的廣播問題,除了上述方法外,還可以運用VLAN(虛擬區域網路)技術,將乙太網通信變為點到點通信,防止大部分基於網路偵聽的入侵。

目前的VLAN技術主要有三種:基於交換機連線埠的VLAN、基於節點MAC地址的VLAN和基於套用協定的VLAN。基於連線埠的VLAN雖然稍欠靈活,但卻比較成熟,在實際套用中效果顯著,廣受歡迎。基於MAC地址的VLAN為移動計算提供了可能性,但同時也潛藏著遭受MAC欺詐攻擊的隱患。而基於協定的VLAN,理論上非常理想,但實際套用卻尚不成熟。

在集中式網路環境下,我們通常將中心的所有主機系統集中到一個VLAN里,在這個VLAN里不允許有任何用戶節點,從而較好地保護敏感的主機資源。在分散式網路環境下,我們可以按機構或部門的設定來劃分VLAN。各部門內部的所有伺服器和用戶節點都在各自的VLAN內,互不侵擾。

VLAN內部的連線採用交換實現,而VLAN與VLAN之間的連線則採用路由實現。目前,大多數的交換機(包括海關內部普遍採用的DECMultiSwitch900)都支持RIP和OSPF這兩種國際標準的路由協定。如果有特殊需要,必須使用其他路由協定(如CISCO公司的EIGRP或支持DECnet的IS-IS),也可以用外接的多乙太網口路由器來代替交換機,實現VLAN之間的路由功能。當然,這種情況下,路由轉發的效率會有所下降。

無論是交換式集線器還是VLAN交換機,都是以交換技術為核心,它們在控制廣播、防止黑客上相當有效,但同時也給一些基於廣播原理的入侵監控技術和協定分析技術帶來了麻煩。因此,如果區域網路記憶體在這樣的入侵監控設備或協定分析設備,就必須選用特殊的帶有SPAN(SwitchPortAnalyzer)功能的交換機。這種交換機允許系統管理員將全部或某些交換連線埠的數據包映射到指定的連線埠上,提供給接在這一連線埠上的入侵監控設備或協定分析設備。筆者在廈門海關外部網設計中,就選用了Cisco公司的具備SPAN功能的Catalyst系列交換機,既得到了交換技術的好處,又使原有的Sniffer協定分析儀“英雄有用武之地”。

區域網路常見故障及排除方法

1.網路不通

這是最常見的問題,解決問題的基本原則是先軟後硬。

(1)先從軟體方面去考慮,檢查是否正確安裝了TCP/IP協定,是否為區域網路中的每台計

算機都指定了正確的IP位址。

(2)使用Ping命令,看其他的計算機是否能夠Ping通。如果不通,則證明網路連線有問

題;如果能夠Ping通但是有時候丟失數據包,則證明網路傳輸有阻塞,或者說是網路設備接

觸不大好,需要檢查網路設備。

(3)當整個網路都不通時,可能是交換機或集線器的問題,要看交換機或集線器是否在

正常工作。

(4)如果只有一台電腦網路不通,即打開這台電腦的“網路鄰居”時只能看到本地計算

機,而看不到其他計算機,可能是網卡和交換機的連線有問題,則要首先看一下RJ-45水晶

頭是不是接觸不良。然後再用測線儀,測試一下線路是否斷裂。最後要檢查一下交換機上的

連線埠是否正常工作。

2.連線故障

(1)檢查RJ45接口是否製作好,RJ45是10BASE-T網路標準中的接口形式,現在被廣

泛使用,其內部有8個線槽,線槽含義遵循EIA/TIA568國際標準,在10BASE-T網路中1、

2線為傳送線,3、6線為接收線。在雙機進行連線的時候,其中的1、3、2、6線需要對調。

否則也會造成網路的不通。

(2)檢查HUB或者交換機的接頭是否有問題,如果某個接口有問題,可以換一個接口來

測試。

3.網卡故障

(1)網卡的問題不太明顯,所以在測試的時候最好是先測試網線,再測試網卡,如果有

條件的話,可以使用測線儀或者萬用表進行測試。

(2)查看網卡是否正確安裝驅動程式,如果沒有安裝驅動程式,或者驅動程式有問題,

則需要重新安裝驅動程式。

(3)硬體衝突。需要查看與什麼硬體衝突,然後修改對應的中斷號和I/O地址來避免沖

突,有些網卡還需要在CMOS中進行設定。

4.病毒故障

網際網路上有許多能夠攻擊區域網路的病毒,如紅色代碼、藍色代碼、尼姆達等。某些病毒

除了使計算機運行變慢,還可以阻塞網路,造成網路塞車。對付這些新病毒,大多數病毒廠

商,例如瑞星,KV3000等都在其主頁上設有對付的辦法。在這裡一定要注意,不要按照平

常的防毒辦法防毒,必須對防毒軟體進行定時的升級。

安全技術

基本簡介

特別是當要把相離較遠的節點聯接起來時,架設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長,對正在迅速擴大的連網需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。WLAN就是解決有線網路以上問題而出現的,WLAN為WirelessLAN的簡稱,即無線區域網路。無線區域網路是利用無線技術實現快速接入乙太網的技術。與有線網路相比,WLAN最主要的優勢在於不需具有廣闊市場前景。它已經從傳統的醫療保健、庫存控制和管理服務等特殊行業向更多行業拓展開去,甚至開始進入家庭以及教育機構等領域。無線區域網路有線區域網路相比優勢不言而喻,它可實現移動辦公、架設與維護更容易等。Frost&Sullivan公司預測無線區域網路市場在2005年底達到50億美元。在如此巨大的套用與市場面前,無線區域網路安全問題就顯得尤為重要。人們不禁要問:通過電波進行數據傳輸的無線區域網路的安全性有保障嗎?

區域網路 區域網路

對於無線區域網路的用戶提出這樣的疑問可以說不無根據,因為無線區域網路採用公共的電磁波作為載體,而電磁波能夠穿越天花板、玻璃、樓層、磚、牆等物體,因此在一個無線區域網路接入點(AccessPoint)的服務區域中,任何一個無線客戶端都可以接收到此接入點的電磁波信號。這樣,非授權的客戶端也能接收到數據信號。也就是說,由於採用電磁波來傳輸信號,非授權用戶在無線區域網路(相對於有線區域網路)中竊聽或干擾信息就容易得多。所以為了阻止這些非授權用戶訪問無線區域網路,從無線區域網路套用的第一天開始便引入了相應的安全措施。

實際上,無線區域網路比大多數有線區域網路的安全性更高。無線區域網路技術早在第二次世界大戰期間便出現了,它源自於軍方套用。一直以來,安全性問題在無線區域網路設備開發及解決方案設計時,都得到了充分的重視。無線區域網路產品主要採用的是IEEE(美國電氣和電子工程師協會)802.11b國際標準,大多套用DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum,直接序列擴頻)通信技術進行數據傳輸,該技術能有效防止數據在無線傳輸過程中丟失、干擾、信息阻塞及破壞等問題。802.11標準主要套用三項安全技術來保障無線區域網路數據傳輸的安全。第一項為SSID(ServiceSetIdentifier)技術。該技術可以一個無線區域網路分為幾個需要不同身份驗證的子網路,每一個子網路都需要獨立的身份驗證,只有通過身份驗證的用戶才可以進入相應的子網路,防止未被授權的用戶進入本網路;第二項為MAC(MediaAccessControl)技術。套用這項技術,可在無線區域網路的每一個接入點(AccessPoint)下設定一個許可接入的用戶的MAC地址清單,MAC地址不在清單中的用戶,接入點(AccessPoint)拒絕其接入請求;第三項為WEP(WiredEquivalentPrivacy)加密技術。因為無線區域網路是通過電波進行數據傳輸的,存在電波泄露導致數據被截聽的風險。WEP安全技術源自於名為RC4的RSA數據加密技術,以滿足用戶更高層次的網路安全需求。

下面我們從無線區域網路安全技術的發展歷程來對無線區域網路中採用的主要安全技術及發展方向進行介紹。

安全技術

MAC過濾

無線網卡物理地址(MAC)過濾:

每個無線工作站網卡都由惟一的物理地址標示,該物理地址編碼方式類似於乙太網物理地址,是48位。網路管理員可在無線區域網路訪問點AP中手工維護一組允許訪問或不允許訪問的MAC地址列表,以實現物理地址的訪問過濾。

如果企業當中的AP數量太多,為了實現整個企業當中所有AP統一的無線網卡MAC地址認證,AP也支持無線網卡MAC地址的集中Radius認證。

服務區標識符(SSID)匹配:

無線工作站必須出示正確的SSID,與無線訪問點AP的SSID相同,才能訪問AP;如果出示的SSID與AP的SSID不同,那么AP拒絕他通過本服務區上網。因此可以認為SSID是一個簡單的口令,從而提供口令認證機制,實現一定的安全。

在無線區域網路接入點AP上對此項技術的支持就是可不讓AP廣播其SSID號,這樣無線工作站端就必須主動提供正確的SSID號才能與AP進行關聯。

有線等效保密(WEP):

有線等效保密(WEP)協定是由802.11標準定義的,用於在無線區域網路中保護鏈路層數據。WEP使用40位鑰匙,採用RSA開發的RC4對稱加密算法,在鏈路層加密數據。

WEP加密採用靜態的保密密鑰,各WLAN終端使用相同的密鑰訪問無線網路。WEP也提供認證功能,當加密機制功能啟用,客戶端要嘗試連線上AP時,AP會發出一個ChallengePacket給客戶端,客戶端再利用共享密鑰此值加密後送回存取點以進行認證比對,只有正確無誤,才能獲準存取網路的資源。40位WEP具有很好的互操作性,所有通過Wi-Fi組織認證的產品都可以實現WEP互操作。WEP一般也支持128位的鑰匙,提供更高等級的安全加密。

解決方案

802.11技術

連線埠訪問控制技術(IEEE802.1x)和可擴展認證協定(EAP):

該技術也是用於無線區域網路的一種增強性網路安全解決方案。當無線工作站與無線訪問點AP關聯後,是否可以使用AP的服務要取決於802.1x的認證結果。如果認證通過,則AP為無線工作站打開這個邏輯連線埠,否則不允許用戶上網。

區域網路 區域網路

802.1x要求無線工作站安裝802.1x客戶端軟體,無線訪問點要內嵌802.1x認證代理,同時它還作為Radius客戶端,用戶的認證信息轉發給Radius伺服器。現主流的PC機作業系統WinXP以及Win2000都已經有802.1x的客戶端功能。安全功能比較全的AP在支持IEEE802.1x和Radius的集中認證時支持的可擴展認證協定類型有:EAP-MD5&TLS、TTLS和PEAP。

無線客戶端二層隔離技術:

在電信運營商的公眾熱點場合,為確保不同無線工作站之間的數據流隔離,無線接入點AP也可支持其所關聯的無線客戶端工作站二層數據隔離,確保用戶的安全。

VPN-Over-Wireless技術:

已廣泛套用於廣域網路及遠程接入等領域的VPN(VirtualPrivateNetworking)安全技術也可用於無線區域網路。與IEEE802.11b標準所採用的安全技術不同,VPN主要採用DES、3DES等技術來保障數據傳輸的安全。對於安全性要求更高的用戶,現有的VPN安全技術與IEEE802.11b安全技術結合起來,是較為理想的無線區域網路的安全解決方案之一。

2003年的技術

在IEEE802.11i標準最終確定前,WPA(Wi-FiProtectedAccess)技術成為代替WEP的無線安全標準協定,為IEEE802.11無線區域網路提供更強大的安全性能。WPA是IEEE802.11i的一個子集,其核心就是IEEE802.1x和TKIP。

新一代的加密技術TKIP與WEP一樣基於RC4加密算法,且對現有的WEP進行了改進。在現有的WEP加密引擎中增加了“密鑰細分(每發一個包重新生成一個新的密鑰)”、“訊息完整性檢查(MIC)”、“具有序列功能的初始向量”和“密鑰生成和定期更新功能”等4種算法,極大地提高了加密安全強度。TKIP與當前Wi-Fi產品向後兼容,而且可以通過軟體進行升級。從2003年的下半年開始,Wi-Fi組織已經開始對支持WPA的無線區域網路設備進行認證。

安全標準

為了進一步加強無線網路的安全性和保證不同廠家之間無線安全技術的兼容,IEEE802.11工作組正在開發作為新的安全標準的IEEE802.11i,並且致力於從長遠角度考慮解決IEEE802.11無線區域網路的安全問題。IEEE802.11i標準草案中主要包含加密技術:TKIP(TemporalKeyIntegrityProtocol)和AES(AdvancedEncryptionStandard),以及認證協定IEEE802.1x。預計完整的IEEE802.11i的標準在2004年的上半年得到正式批准,IEEE802.11i為無線區域網路的無線區域網路總的發展方向是速度會越來越快(已見的是11Mbps的IEEE802.11b,54Mbps的IEEE802.11g與IEEE802.11a標準),安全性會越來越高。當然無線區域網路的各項技術均處在快速的發展過程當中,但54Mbps的無線區域網路規範IEEE802.11g及IEEE802.1X是整個無線區域網路業的熱點。

作為一名網管員來說,對無線區域網路的安全防護應考慮以下防範點和措施:

安全防範點:1.未經授權用戶的接入2.網上鄰居的攻擊3.非法用戶截取無線鏈路中的數據4.非法AP的接入5.內部未經授權的跨部門使用。

相應措施:1.使用各種先進的身份認證措施,防止未經授權用戶的接入由於無線信號是在空氣中傳播的,信號可能會傳播到不希望到達的地方,在信號復蓋範圍內,非法用戶無需任何物理連線就可以獲取無線網路的數據,因此,必須從多方面防止非法終端接入以及數據的泄漏問題。

2.利用MAC阻止未經授權的接入每塊無線網卡都擁有唯一的一個MAC地址,為AP設定基於MAC地址的AccessControl(訪問控制表),確保只有經過註冊的設備才能進入網路。使用802.1x連線埠認證技術進行身份認證使用802.1x連線埠認證技術配合後台的RADIUS認證伺服器,對所有接入用戶的身份進行嚴格認證,杜絕未經授權的用戶接入網路,盜用數據或進行破壞。

3.使用先進的加密技術,使得非法用戶即使截取無線鏈路中的數據也無法破譯基本的WEP加密WEP是IEEE802.11b無線區域網路的標準網路安全協定。在傳輸信息時,WEP可以通過加密無線傳輸數據來提供類似有線傳輸的保護。在簡便的安裝和啟動之後,應立即設定WEP密鑰。

4.利用對AP的合法性驗證以及定期進行站點審查,防止非法AP的接入在無線AP接入有線集線器的時候,可能會遇到非法AP的攻擊,非法安裝的AP會危害無線網路的寶貴資源,因此必須對AP的合法性進行驗證。AP支持的IEEE802.1x技術提供了一個客戶機和網路相互驗證的方法,在此驗證過程中不但AP需要確認無線用戶的合法性,無線終端設備也必須驗證AP是否為虛假的訪問點,然後才能進行通信。通過雙向認證,可以有效的防止非法AP的接入。對於那些不支持IEEE802.1x的AP,則需要通過定期的站點審查來防止非法AP的接入。在入侵者使用網路之前,通過接收天線找到未被授權的網路,通過物理站點的監測應當儘可能地頻繁進行,頻繁的監測可增加發現非法配置站點的存在幾率,選擇小型的手持式檢測設備,管理員可以通過手持掃描設備隨時到網路的任何位置進行檢測。

5.利用ESSID、MAC限制防止未經授權的跨部門使用。

利用ESSID進行部門分組,可以有效地避免任意漫遊帶來的安全問題;MAC地址限制更能控制連線到各部門AP的終端,避免未經授權的用戶使用網路資源。

保障整個網路安全是非常重要的,無論是否有無線網段,大多數的區域網路都必須要有一定級別的安全措施。而無線網路相對來說比較安全,無線網段即或不能提供比有線網段更多的保護,也至少和它相同。需要注意的是,無線區域網路並不是要替代有線區域網路,而是有線區域網路的替補。使用無線區域網路的最終目標不是消除有線設備,而是儘量減少線纜和斷線時間,讓有線與無線網路很好地配合工作。

參考資料

一、發展中的IEEE802.1x無線區域網路安全標準一開始,IEEE802.11提供了一些基本的安全機制,這使得無線網日益增強的自由較少潛在威脅。在802.11規範中通過有線同等保密(WiredEquivalentPrivacyWEP)算法提供了附加的安全性。這一安全機制的一個主要限制是:沒有規定一個分配密鑰的管理協定。因此,脆弱的安全機制使它不足以阻擋任何人,更何況是黑客的攻擊。為了補救WEP在安全性上的不足,需要通過IEEE802.1x協定。802.1x是一個基於連線埠的標準草案。網路接入控制提供乙太網的網路接入的鑒權。這種基於連線埠的網路接入控制使用交換式區域網路基礎設施的物理特性來認證連線到區域網路某個連線埠的設備。如果認證過程失敗,連線埠接入被阻止。儘管此標準是為有線乙太網設計,它也可用於802.11無線區域網路。

區域網路 區域網路

對無線網路來說,802.1x支持遠程撥號用戶簽名服務(RemoteAuthenticationDial-InServiceRADIUS),接入點採用對客戶證書認證的RADIUS伺服器作為網路接入的認證者。802.1x還支持集中式的Kerberos用戶簽名、驗證和記賬,並且實現了更強的協定。通信被允許通過一個邏輯"非控制連線埠"或信道來驗證證書的有效性而通過一個邏輯"控制連線埠"來獲得接入網路的密鑰。新標準為每個用戶和每個會話準備不同的密匙,並且密匙支持128bit的長度。密鑰管理協定因而得以添加到802.11的安全性中。這種802.1x方式已被廣泛採用而RADIUS鑒權的使用也在增加。如果需要的話,RADIUS伺服器可以查詢一個本地認證資料庫。或者,請求也可以被傳送給其他伺服器進行有效性驗證。當RADIUS決定機器可以進入網路時,向接入點傳送訊息,接入點則允許數據業務流入網路。

二、WindowsXP中針對乙太網或無線區域網路上伺服器的安全性改進

SecureWireless/EthernetLAN(安全無線/以太區域網路)為您增強了開發安全有線與無線區域網路(LAN)網的能力。這種特性是通過允許在乙太網或無線區域網路上部署伺服器實現的。

藉助SecureWireless/EthernetLAN,在用戶進行登錄前,計算機無法訪問網路。然而,如果一台設備具備“機器身份驗證”功能,那么它能夠在通過驗證並接受IAS/RADIUS伺服器授權後獲得區域網路的訪問許可權。WindowsXP中的SecureWireless/EthernetLAN在基於IEEE802.11規範的有線與無線區域網路上實現了安全性。這一過程是通過對自動註冊或智慧卡所部署的公共證書的使用加以支持的。它允許在公共場所(如購物中心或機場)對有線乙太網和無線IEEE802.11網路實施訪問控制。這種IEEE802.1XNetworkAccessControl(IEEE802.1X網路訪問控制)安全特性還支持ExtensibleAuthenticationProtocol(擴展身份驗證協定,EAP)運行環境中的計算機身份驗證功能。IEEE802.1X允許管理員為獲得有線區域網路和無線IEEE802.11區域網路訪問許可的伺服器分配許可權。因為,如果一台伺服器被放置在網路中,管理員肯定希望確保其只能訪問那些已在其中通過身份驗證的網路。例如,對會議室的訪問許可權只被提供給特定伺服器,而來自其它伺服器的訪問請求被遭到拒絕。

缺點介紹

可能會遭到外界干擾,導致傳輸速度大幅度降低,甚至斷網,在手機撥號,使用收音機,使用無限網際網路可能會存在這個問題,在高熱度,路由器的耗電量更加大,在公共場所推薦不要用,因為有很多人會手機通話

相關文獻

圖書信息

書 名:計算機區域網路

作者:胡道元

出版社:清華大學出版社

出版時間:2010年11月1日

ISBN: 9787302231202

開本:16開

定價:32.00元

內容簡介

區域網路 區域網路

《計算機區域網路(第4版)》從計算機網路體系結構角度,對計算機區域網路的工作原理、組成、結構、協定作了全面闡述。全書以TCP/IP模型和]EEE802區域網路參考模型為主線,按層次概念闡述。對網路底層,論述了數據通信、區域網路的特性、介質訪問控制、區域網路協定以及協定標準,詳細論述了乙太網和無線區域網路技術。對網路高層,重點講述了計算機網路高層的體系結構、網路層IP協定、傳輸層TCP、UDP協定,還講述了網路作業系統、網路計算模式、環球信息網www,對網路管理技術、網路與信息安全技術也做了詳細的論述。《計算機區域網路(第4版)》為了科電子類專業全國統編教材,可作為高等院校的教科書或參考書。主要讀者對象是計算機科學和工程、數據通信專業的師生和專業人員,對計算機網路的設計者、製造者、用戶和系統管理人員也是一本基本參考書。

作者簡介

胡道元,上海人,清華大學計算機系教授,博士生導師,中國教育科研計算機網高級顧問,國際信息處理聯合會通信系統技術委員會(IFIP-TC6)中國代表。

清華大學校園網、中關村地區教育科研示範網、中國教育科研示範網CERNET、“863”計算機集成製造系統CMIS網的主要創建人,主持了第一個由中國學者提出的網際網路報文漢字編碼規範RFC1922文本,《中華人民共和國國家標準:計算機信息系統安全保護等級劃分準則》第一起草人,清華得實公司董事長。

圖書目錄

第1章 引論

第2章 數據通信

第3章 傳輸介質與拓撲結構

第4章 區域網路協定

第5章 乙太網

第6章 無線區域網路

第7章 Internet模型

第8章 網路層

第9章 傳輸層

第10章 網路作業系統與網路計算模式

第11章 環球信息網

第12章 網路管理

第13章 網路安全

參考文獻

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