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局域網(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。局域網可以實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。局域網是封閉型的,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。
局域網(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 數據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,與遠方的局域網、數據庫或處理中心相連接,構成一個較大範圍的信息處理系統。局域網可以實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享、掃描儀共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。局域網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。決定局域網的主要技術要素為:網絡拓撲,傳輸介質與介質訪問控制方法。
目錄
網絡定義
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打印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)和網絡適配器(亦稱為網卡)互連在一起的計算機,並受網絡操作系統監控的網絡系統。
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。
局域網(LAN)的名字本身就隱含了這種網絡地理範圍的局域性。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,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的拓撲結構常用的是總線型和環行,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。
網絡組成
局域網由網絡硬件(包括網絡服務器、網絡工作站、網絡打印機、網卡、網絡互聯設備等)和網絡傳輸介質,以及網絡軟件所組成。
特點介紹
局域網一般為一個部門或單位所有,建網、維護以及擴展等較容易,系統靈活性高。其主要特點是:
(1)覆蓋的地理範圍較小,只在一個相對獨立的局部範圍內聯,如一座或集中的建築群內。
(2)使用專門鋪設的傳輸介質進行聯網,數據傳輸速率高(10Mb/s~10Gb/s)
(3)通信延遲時間短,可靠性較高
(4)局域網可以支持多種傳輸介質
結構分類
局域網的類型很多,若按網絡使用的傳輸介質分類,可分為有線網和無線網;若按網絡拓撲結構分類,可分為總線型、星型、環型、樹型、混合型等;若按傳輸介質所使用的訪問控制方法分類,又可分為以太網、令牌環網、FDDI網和無線局域網等。其中,以太網是當前應用最普遍的局域網技術。
拓撲結構
局域網通常是分布在一個有限地理範圍內的網絡系統,一般所涉及的地理範圍只有幾公里。局域網專用性非常強,具有比較穩定和規範的拓撲結構。常見的局域網拓樸結構如下:
星形結構
這種結構的網絡是各工作站以星形方式連接起來的,網中的每一個節點設備都以中防節為中心,通過連接線與中心 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絡系統中,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,並且網絡構形簡單、建網容易、便於控制和管理。但這種網絡系統,網絡可靠性低,網絡共享能力差,並且一旦中心節點出現故障則導致全網癱瘓。
樹形結構
樹形結構網絡是天然的分級結構,又被稱為分級的集中式網絡。其特點是網絡成本低,結構比較簡單。在網絡中,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,網絡中節點擴充方便、靈活,尋查鏈路路徑比較簡單。但在這種結構網絡系統中,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絡系統的正常運行。
總線結構
總線形結構網絡是各個節點設備和一根總線相連。網絡中所有的節點工作站都是通過總線進行信息傳輸的。作為總線的通信連線可以是同軸電纜、雙絞線,也可以是扁平電纜。在總線結構中,作為數據通信必經的總線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,總線結構網絡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總線負載能量,就需要延長總線的長度,並加入相當數量的附加轉接部件,使總線負載達到容量要求。總線形結構網絡簡單、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,總線結構網絡可靠性高、網絡節點間響應速度快、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,對整個網絡系統影響小。因此,總線結構網絡是最普遍使用的一種網絡。但是由於所有的工作站通信均通過一條共用的總線,所以,實時性較差。
環形結構
環形結構是網絡中各節點通過一條首尾相連的通信鏈路連接起來的一個閉合環形結構網。環形結構網絡的結構也比較簡單,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;某個結點的故障導致物理癱瘓。環網中,由於環路是封閉的,所以不便於擱充,系統響應延時長,且信息傳輸效率相對較低。
協議介紹
局域網中的一些協議,在安裝操作系統時會自動安裝。如在安裝Windows2000或Windows95/98時,系統會自動安裝NetBEUI通信協議。在安裝NetWare時,系統會自動安裝IPX/SPX通信協議。其中三種協議中,NetBEUI和IPX/SPX在安裝後不需要進行設置就可以直接使用,但TCP/IP要經過必要的設置。所以下文主要以Windows2000環境下的TCP/IP協議為主,介紹其安裝、設置和測試方法,其他操作系統中協議的有關操作與Windows2000基本相同,甚至更為簡單。
協議安裝
在Windows2000中,如果未安裝有TCP/IP通信協議,可選擇「開始/設置/控制面板/網絡和撥號連接」,右鍵單擊「本地連接」選擇「屬性」出現「本地連接屬性」對話框,單擊對話框中的「安裝」按鈕,選取其中的TCP/IP協議,然後單擊「添加」按鈕。系統會詢問你是否要進行「DHCP服務器」的設置?如果你局域網內的IP地址是固定的(一般是這樣),可選擇
協議設置「否」。隨後,系統開始從安裝盤中複製所需的文件。
在「網絡」對話框中選
局域網
擇已安裝的TCP/IP協議,打開其「屬性」,出現「Internet協議(TCP/IP)屬性」的對話框。在指定的位置輸入已分配好的「IP地址」和「子網掩碼」,不知道可以去詢問網絡管理員。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網絡的資源,還可以在「默認網關」處輸入網關的地址。
裝並設置結束後,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序: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接正常,同時還能檢查出自己的IP地址是否與其他用戶的IP地址發生衝突。
假如服務器的IP地址為190.201.2.1,如要測試你的機器是否與服務器接通時,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協議工作正常;如果顯示類似於「Requesttimedout」的信息,說明雙方的TCP/IP協議的設置可能有錯,或網絡的其它連接(如網卡、HUB或連線等)有問題,還需進一步檢查。
主要區別
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絡。局域網(LAN),相對於廣域網(WAN)而言,主要是指在小範圍內的計算機互聯網絡。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、內網,即局域網(LAN)。
廣域網上的每一台電腦(或其他網絡設備)都有一個或多個廣域網IP地址(或者說公網、外網IP地址),廣域網IP地址一般要到ISP處交費之後才能申請到,廣域網IP地址不能重複;局域網(LAN)上的每一台電腦(或其設備)都有一個或多個局域網IP地址(或者說私網、內網IP地址),局域網IP地址是局域網內部分配的,不同局域網的IP地址可以重複,不會相互影響。
廣域網(WAN、公網、外網)與局域網(LAN、私網、內網)電腦交換數據要通過路由器或網關的NAT(網絡地址轉換)進行。一般說來,局域網(LAN、私網、內網)內電腦發起的對外連接請求,路由器或網關都不會加以阻攔,但來自廣域網對局域網內電腦連接的請求,路由器或網關在絕大多數情況下都會進行攔截。無線局域網WLAN(Wireless Local Area Network)計算機局域網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,在網絡軟件的支持下可以相互通訊和資源共享的網絡系統。通常計算機組網的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜,構成有線局域網。但有線網絡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就是解決有線網絡以上問題而出現的。WLAN利用電磁波在空氣中發送和接,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,網絡聯通問題。
主要優點
一般在網絡建設當中,施工周期最長、對周邊環境影響最大的就是網絡布線的施工了。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絡布線的工作量,一般只要在安放一個或多個接入點(AccessPoint)設備就可建立覆蓋整個建築或地區的局域網絡。
使用靈活
在有線網絡中,網絡設備的安放位置受網絡信息點位置的限制。而一旦WLAN建成後,在無線網的信號覆蓋區
域內任何一個位置都可以接入網絡,進行通訊。
經濟節約
由於有線網絡中缺少靈活性,這就要求網絡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。而一旦網絡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絡改造。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局域網到上千用戶的大型網絡,並且能夠提供像「漫遊(Roaming)」等有線網絡無法提供的特性。
由於WLAN具有多方面的優點年裡,WLAN已經在醫院、商店、工廠和學校等不適合網絡布線的場合得到了廣泛的應用。
據權威調研機構CahnersIn-StatGroup預計,全球無線局域網市場在2000年至2004年保持快速增長趨勢,每年平均增長率高達25%。無線局域網市場的網卡、接入點設備及其他相關設備的總銷售額也在2000年輕鬆突破10億美元大關,在2004年達到21.97億美元。
故障排查
網絡不通
這是最常見的問題,解決問題的基本原則是先軟後硬。
(1)先從軟件方面去考慮,檢查是否正確安裝了TCP/IP協議,是否為局域網中的每台計
算機都指定了正確的IP地址。
(2)使用Ping命令,看其他的計算機是否能夠Ping通。如果不通,則證明網絡連接有問題;如果能夠Ping通但是有時候丟失數據包,則證明網絡傳輸有阻塞,或者說是網絡設備接觸不大好,需要檢查網絡設備。
(3)當整個網絡都不通時,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絡不通」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接有問題,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端口是否正常工作。
連接故障
(1)檢查RJ45接口是否製作好,RJ45是10BASE-T網絡標準中的接口形式,已被廣泛使用,其內部有8個線槽,線槽含義遵循EIA/TIA568國際標準,在10BASE-T網絡中1、2線為發送線,3、6線為接收線。在雙機進行連接的時候,其中的1、3、2、6線需要對調。否則也會造成網絡的不通。
(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。
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序,如果沒有安裝驅動程序,或者驅動程序有問題,則需要重新安裝驅動程序。
(3)硬件衝突。需要查看與什麼硬件衝突,然後修改對應的中斷號和I/O地址來避免衝突,有些網卡還需要CMOS中進行設置。
病毒故障
互聯網上有許多能夠攻擊局域網的病毒,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,還可以阻塞網絡,造成網絡塞車。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,不要按照平常的殺毒辦法殺毒,必須對殺毒軟件進行定時的升級。
突然掉線
局域網大家都應該明白,就是在一定區域內的電腦組成的,好比在一個公司內,所有的電腦形成一個局域網。有時我們會遇到公司里的所有電腦都掉線的情況,這個時候該怎麼辦呢?
解決方案1:關閉局域網內所有交換機5分鐘後。重新接通電源,觀察網絡是否恢復正常!(原因:可能是交換機長時間沒有重啟其內存已用光,導致交換數據速度緩慢,或受網絡風暴影響導致阻塞)(另一種可能是交換機的某一個或幾個接口模塊損壞,或交換機故障引發的網絡內暴,解決方法是更換交換機)
解決方案2:找個機器裝個CommView,IP地址設置為你的路由器IP(拔掉路由器,使其脫離網絡)然後你看看內網機器都向外面發送了什麼包,看看哪個機器發包最多,朝什麼IP發的?如果發現某機器向外發送大量目的IP是連續的包,且速度很快的話,請修理該機器!(可能是原因是:局域網中的某一台或者多台機器感染了蠕蟲病毒,在瘋狂發包,導致路由器NAT連接很快占滿)
解決方案3:如果上述二種原因被排除或不能解決其問題,可能是你的路由器性能低劣,處理能力有限造成的。你可以製作ROUTE OS之類的軟件路由器,或者購買3000~5000元左右的硬路由,並更換以觀察情況。
解決方案4:局域網內某台/某幾台計算機網卡接口損壞,而不停的向網絡中發送大量的*數據包造成網絡阻塞。(集成網卡容易出現此問題,尤其是網絡中機器較多時此問題也是比較難於排查的,可以試着斷開某台交換機,進行逐一排查)在確認了是哪台交換機內的機器有問題後。逐台打開這些機器,進入桌面,退出所有管理軟件,打開網絡連接,在不做任何事的情況下,看誰在大量發包或收包。
解決方案5:(此情況比較特殊:局域網中有人使用非法軟件惡意攻擊網吧 或 ARP病毒攻擊網絡)在技術員製作母盤時應各面屏蔽非法攻擊網吧的一些軟件並在可能的情況下對網關MAC進行靜態ARP綁定,有很多硬路由器有專門的防掉線的功能了,可定時廣播正常的ARP包,如果你是軟件路由的話也可以用MAX提供的一個防ARP攻擊的軟件,原理和ARP木馬差不多,廣播ARP包。
網絡安全
基本簡介
局域網基本上都採用以廣播為技術基礎的以太網,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,也同時為處在同一以太網上的任何一個節點的網卡所截取。因此,黑客只要接入以太網上的任一節點進行偵聽,就可以捕獲發生在這個以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,這就是以太網所固有的安全隱患。事實上,Interne如SATAN、ISS、NETCAT等等,都把以太網偵聽作為其最基本的手段。
當前,局域網安全的解決辦法有以下幾種:
網絡分段
網絡分段通常被認為是控制網絡廣播風暴的一種基本手段,但其實也是保證網絡安全的一項重要措施。其目的就是非法用戶與敏感的網絡資源相互隔離,從而防止可能的非法偵聽,網絡分段可分為物理分段和邏輯分段兩種方式。海關的局域網大多採用以交換機為中心、路由器為邊界的網絡格局,應重點挖掘中心交換機的訪問控制功能和三層交換功能,綜合應用物理分段與邏輯分段兩種方法,來實現對局域網的安全控制。例如:在海關系統中普遍使用的DEC Multi Switch900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
對局域網的中心交換機進行網絡分段後,以太網偵聽的危險仍然存在。這是因為網絡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Unicast Packet)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程序本身缺乏加密功能,用戶所鍵入的每一個字符(包括用戶名、密碼等重要信息),都被明文發送,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 Packet)和多播包(Multicast Packet)。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。
問題劃分
為了克服以太網的廣播問題,除了上述方法外,還可以運用VLAN(虛擬局域網)技術,以太網通信變為點到點通信,防止大部分基於網絡偵聽的入侵。
VLAN技術主要有三種:基於交換機端口的VLAN、基於節點MAC地址的VLAN和基於應用協議的VLAN。基於端口的VLAN雖然稍欠靈活,但卻比較成熟,在實際應用中效果顯著,廣受歡迎。基於MAC地址的VLAN為移動計算提供了可能性,但同時也潛藏着遭受MAC欺詐攻擊的隱患。而基於協議的VLAN,理論上非常理想,但實際應用卻尚不成熟。
在集中式網絡環境下,我們通常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。在分布式網絡環境下,我們可以按機構或部門的設置來劃分VLAN。各部門內部的所有服務器和用戶節點都在各自的VLAN內,互不侵擾。
VLAN內部的連接採用交換實現,而VLAN與VLAN之間的連接則採用路由實現。大多數的交換機(包括海關內部普遍採用的DEC Multi Switch 900)都支持RIP和OSPF這兩種國際標準的路由協議。如果有特殊需要,必須使用其他路由協議(如CISCO公司的EIGRP或支持DECnet的IS-IS),也可以用外接的多以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議分析技術帶來了麻煩。因此,如果局域網內存在這樣的入侵監控設備或協議分析設備,就必須選用特殊的帶有SPAN(Switch Port Analyzer)功能的交換機。這種交換機允許系統管理員全部或某些交換端口的數據包映射到指定的端口上,提供給接在這一端口上的入侵監控設備或協議分析設備。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協議分析儀「英雄有用武之地」。
使用技巧
Win7局域網搶網速方法
通過路由器來限制局域網網速
1、我們可以通過路由器本身所提供的「網速限制」功能,來限制局域網中其它電腦的網速,從而間接提升自己電腦的網速。為此我們需要知道自己電腦的IP地址。
2、打開「運行」窗口(按Win+R快捷打開),輸入「CMD」並按回車。
3、在打開的「MSDOS」界面中,輸入「ipconfig」並按回車,即可查看到本機的IP地址。
4、登陸路由器後台管理界面,切換到「寬帶控制」選項卡,勾選「啟用」項,同時對除本機之外的所有IP地址設置「下載」速度,點擊「確定」即可。
方法二:利用「聚生網管」來實現多樣化的網速限制策略
1、首次運行「聚生網管」程序時,需要創建一個「監控網段」,只需要點擊「創建網段」按鈕即可按嚮導來創建一個監 控網段。選中已創建的監控網段,點擊「開始監控」按鈕。
2、在打開的程序主界面中,點擊「配置策略」按鈕,並在彈出的窗口中點擊「新建策略」按鈕,創建一個名為「局域 網搶網速」的新策略。
3、在彈出的「編輯策略」界面中,可以根據當前局域網的實際情況,設置合適的限制策略。
4、策略設置完成後,點擊「確定」保存設置。點擊「啟用控制」右側的下拉列表,根據局域網模式選擇相應的類型。 如「網關」模式。
5、最後當局域網所有主機被列出後,右擊要進行限制的計算機,從其右鍵菜單中選擇「為選中主機指派策略」項,接着使用之前所設置的策略即可。
局域網磁盤共享用戶設置
1、右擊需要共享的磁盤,選擇共享——高級共享。
2、點擊「高級共享」按鈕。
3、勾選「共享此文件夾」選項。
4、接着就可以在「將同時共享的用戶數量限制為:」進行設置,可以根據需要進行設置,比如設為3。
5、還可以對權限進行設置,可根據需要決定是否勾選「完全控制」、「讀取」、「更改」等權限。
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就是解決有線網絡以上問題而出現的,WLAN為WirelessLAN的簡稱,即無線局域網。無線局域網是利用無線技術實現快速接入以太網的技術。與有線網絡相比,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。無線局域網有線局域網相比優勢不言而喻,它可實現移動辦公、架設與維護更容易等。Frost&Sullivan公司預測無線局域網絡市場在2005年底達到50億美元。在如此巨大的應用與市場面前,無線局域網絡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局域網的安全性有保障嗎?
對於無線局域網的用戶提出這樣的疑問可以說不無根據,因為無線局域網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,因此在一個無線局域網接入點(Access Point)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,非授權用戶在無線局域網(相對於有線局域網)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局域網絡,從無線局域網應用的第一天開始便引入了相應的安全措施。
實際上,無線局域網比大多數有線局域網的安全性更高。無線局域網技術早在第二次世界大戰期間便出現了,它源自於軍方應用。一直以來,安全性問題在無線局域網設備開發及解決方案設計時,都得到了充分的重視。無線局域網絡產品主要採用的是IEEE(美國電氣和電子工程師協會)802.11b國際標準,大多應用DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum,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標準主要應用三項安全技術來保障無線局域網數據傳輸的安全。第一項為SSID(Service Set Identifier)技術。該技術可以一個無線局域網分為幾個需要不同身份驗證的子網絡,每一個子網絡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絡,防止未被授權的用戶進入本網絡;第二項為MAC(Media Access Control)技術。
應用這項技術,可在無線局域網的每一個接入點(Access Point)下設置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(Access Point)拒絕其接入請求;第三項為WEP(Wired Equivalent Privacy)加密技術。因為無線局域網絡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絡安全需求。
下面我們從無線局域網安全技術的發展歷程來對無線局域網中採用的主要安全技術及發展方向進行介紹。
安全技術
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以太網物理地址,是48位。網絡管理員可在無線局域網訪問點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,那麼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。
在無線局域網接入點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)協議是由802.11標準定義的,用於在無線局域網中保護鏈路層數據。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絡。WEP也提供認證功能,當加密機制功能啟用,客戶端要嘗試連接上AP時,AP會發出一個Challenge Packet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,才能獲准存取網絡的資源。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
端口訪問控制技術(IEEE802.1x)和可擴展認證協議(EAP):
該技術也是用於無線局域網的一種增強性網絡安全解決方案。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端口,否則不允許用戶上網。
802.1x要求無線工作站安裝802.1x客戶端軟件,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服務器。現主流的PC機操作系統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議類型有: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:
已廣泛應用於廣域網絡及遠程接入等領域的VPN(Virtual Private Networking)安全技術也可用於無線局域網。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,是較為理想的無線局域網絡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-Fi Protected Access)技術成為代替WEP的無線安全標準協議,為IEEE802.11無線局域網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)」、「消息完整性檢查(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,而且可以通過軟件進行升級。從2003年的下半年開始,Wi-Fi組織已經開始對支持WPA的無線局域網設備進行認證。
安全標準 為了進一步加強無線網絡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無線局域網的安全問題。IEEE802.11i標準草案中主要包含加密技術:TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)和AES(Advanced Encryption Standard),以及認證協議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為無線局域網的無線局域網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。當然無線局域網的各項技術均處在快速的發展過程當中,但54Mbps的無線局域網規範IEEE802.11g及IEEE802.1X是整個無線局域網業的熱點。
作為一名網管員來說,對無線局域網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,在信號覆蓋範圍內,非法用戶無需任何物理連接就可以獲取無線網絡的數據,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設置基於MAC地址的Access Control(訪問控制表),確保只有經過註冊的設備才能進入網絡。使用802.1x端口認證技術進行身份認證使用802.1x端口認證技術配合後台的RADIUS認證服務器,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絡,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無線局域網的標準網絡安全協議。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,應立即設置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會危害無線網絡的寶貴資源,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絡相互驗證的方法,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。在入侵者使用網絡之前,通過接收天線找到未被授權的網絡,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絡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接到各部門AP的終端,避免未經授權的用戶使用網絡資源。
保障整個網絡安全是非常重要的,無論是否有無線網段,大多數的局域網都必須要有一定級別的安全措施。而無線網絡相對來說比較安全,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,無線局域網並不是要替代有線局域網,而是有線局域網的替補。使用無線局域網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,讓有線與無線網絡很好地配合工作。
s Control(IEEE802.1X網絡訪問控制)安全特性還支持Extensible Authentication Protocol(擴展身份驗證協議,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局域網和無線IEEE802.11局域網訪問許可的服務器分配權限。因為,如果一台服務器被放置在網絡中,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絡。例如,對會議室的訪問權限只被提供給特定服務器,而來自其它服務器的訪問請求被遭到拒絕。