衡量防火墻性能的參數(shù)指標(biāo)有哪些
防火墻借由監(jiān)測(cè)所有的封包并找出不符規(guī)則的內(nèi)容，可以防范電腦蠕蟲(chóng)或是木馬程序的快速蔓延。對(duì)于防火墻的性能，我們應(yīng)該怎么衡量比較呢?這篇文章主要介紹了衡量防火墻性能的幾個(gè)重要參數(shù)指標(biāo),需要的朋友可以參考下
防火墻主要參考以下3種性能指標(biāo)：
整機(jī)吞吐量：指防火墻在狀態(tài)檢測(cè)機(jī)制下能夠處理一定包長(zhǎng)數(shù)據(jù)的最大轉(zhuǎn)發(fā)能力，業(yè)界默認(rèn)一般都采用大包衡量防火墻對(duì)報(bào)文的處理能力。
最大并發(fā)連接數(shù)：由于防火墻是針對(duì)連接進(jìn)行處理報(bào)文的，并發(fā)連接數(shù)目是指的防火墻可以同時(shí)容納的最大的連接數(shù)目，一個(gè)連接就是一個(gè)TCP/UDP的訪問(wèn)。
每秒新建連接數(shù)：指每秒鐘可以通過(guò)防火墻建立起來(lái)的完整TCP/UDP連接。該指標(biāo)主要用來(lái)衡量防火墻在處理過(guò)程中對(duì)報(bào)文連接的處理速度，如果該指標(biāo)低會(huì)造成用戶明顯感覺(jué)上網(wǎng)速度慢，在用戶量較大的情況下容易造成防火墻處理能力急劇下降，并且會(huì)造成防火墻對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊防范能力差。
并發(fā)連接數(shù)
并發(fā)連接數(shù)是指防火墻或代理服務(wù)器對(duì)其業(yè)務(wù)信息流的處理能力，是防火墻能夠同時(shí)處理的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的最大數(shù)目，它反映出防火墻設(shè)備對(duì)多個(gè)連接的訪問(wèn)控制能力和連接狀態(tài)跟蹤能力，這個(gè)參數(shù)的大小直接影響到防火墻所能支持的最大信息點(diǎn)數(shù)。
并發(fā)連接數(shù)是衡量防火墻性能的一個(gè)重要指標(biāo)。在目前市面上常見(jiàn)防火墻設(shè)備的說(shuō)明書(shū)中大家可以看到，從低端設(shè)備的500、1000個(gè)并發(fā)連接，一直到高端設(shè)備的數(shù)萬(wàn)、數(shù)十萬(wàn)并發(fā)連接，存在著好幾個(gè)數(shù)量級(jí)的差異。那么，并發(fā)連接數(shù)究竟是一個(gè)什么概念呢?它的大小會(huì)對(duì)用戶的日常使用產(chǎn)生什么影響呢?
要了解并發(fā)連接數(shù)，首先需要明白一個(gè)概念，那就是“會(huì)話”。這個(gè)“會(huì)話”可不是我們平時(shí)的談話，但是可以用平時(shí)的談話來(lái)理解，兩個(gè)人在談話時(shí)，你一句，我一句，一問(wèn)一 答，我們把它稱(chēng)為一次對(duì)話，或者叫會(huì)話。同樣，在我們用電腦工作時(shí)，打開(kāi)的一個(gè)窗口或一個(gè)Web頁(yè)面，我們也可以把它叫做一個(gè)“會(huì)話”，擴(kuò)展到一個(gè)局域網(wǎng)里面，所有用戶要通過(guò)防火墻上網(wǎng)，要打開(kāi)很多個(gè)窗口或Web頁(yè)面發(fā)(即會(huì)話)，那么，這個(gè)防火墻，所能處理的最大會(huì)話數(shù)量，就是“并發(fā)連接數(shù)”。
像路由器的路由表存放路由信息一樣，防火墻里也有一個(gè)這樣的表，我們把它叫做并發(fā)連接表，是防火墻用以存放并發(fā)連接信息的地方，它可在防火墻系統(tǒng)啟動(dòng)后動(dòng)態(tài)分配進(jìn)程的內(nèi)存空間，其大小也就是防火墻所能支持的最大并發(fā)連接數(shù)。大的并發(fā)連接表可以增大防火墻最大并發(fā)連接數(shù)，允許防火墻支持更多的客戶終端。盡管看 上去，防火墻等類(lèi)似產(chǎn)品的并發(fā)連接數(shù)似乎是越大越好。但是與此同時(shí)，過(guò)大的并發(fā)連接表也會(huì)帶來(lái)一定的負(fù)面影響：
1.并發(fā)連接數(shù)的增大意味著對(duì)系統(tǒng)內(nèi)存資源的消耗
以每個(gè)并發(fā)連接表項(xiàng)占用300B計(jì)算，1000個(gè)并發(fā)連接將占用300B×1000×8bit/B≈2.3Mb內(nèi)存空間，10000個(gè)并發(fā)連接將占用 23Mb內(nèi)存空間，100000個(gè)并發(fā)連接將占用230Mb內(nèi)存空間，而如果真的試圖實(shí)現(xiàn)1000000個(gè)并發(fā)連接的話那么，這個(gè)產(chǎn)品就需要提供 2.24Gb內(nèi)存空間。
2.并發(fā)連接數(shù)的增大應(yīng)當(dāng)充分考慮CPU的處理能力
CPU的主要任務(wù)是把網(wǎng)絡(luò)上的流量從一個(gè)網(wǎng)段盡可能快速地轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個(gè)網(wǎng)段上，并且在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中對(duì)此流量按照一定的訪問(wèn)控制策略進(jìn)行許可檢查、流量統(tǒng)計(jì)和訪問(wèn)審計(jì)等操作，這都要求防火墻對(duì)并發(fā)連接表中的相應(yīng)表項(xiàng)進(jìn)行不斷的更新讀寫(xiě)操作。如果不顧C(jī)PU的實(shí)際處理能力而貿(mào)然增大系統(tǒng)的并發(fā)連接表，勢(shì)必影響 防火墻對(duì)連接請(qǐng)求的處理延遲，造成某些連接超時(shí)，讓更多的連接報(bào)文被重發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致更多的連接超時(shí)，最后形成雪崩效應(yīng)，致使整個(gè)防火墻系統(tǒng)崩潰。
3. 物理鏈路的實(shí)際承載能力將嚴(yán)重影響防火墻發(fā)揮出其對(duì)海量并發(fā)連接的處理能力
雖然目前很多防火墻都提供了 10/100/1000Mbps的網(wǎng)絡(luò)接口，但是，由于防火墻通常都部署在Internet出口處，在客戶端PC與目的資源中間的路徑上，總是存在著瓶頸鏈路——該瓶頸鏈路可能是2Mbps專(zhuān)線，也可能是512Kbps乃至64Kbps的低速鏈路。這些擁擠的低速鏈路根本無(wú)法承載太多的并發(fā)連接，所以即便是防火墻能夠支持大規(guī)模的并發(fā)訪問(wèn)連接，也無(wú)法發(fā)揮出其原有的性能。
有鑒于此，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的具體情況和個(gè)人不同的上網(wǎng)習(xí)慣來(lái)選擇適當(dāng)規(guī)模的并發(fā)連接表。因?yàn)椴煌?guī)模的網(wǎng)絡(luò)會(huì)產(chǎn)生大小不同的并發(fā)連接，而用戶習(xí)慣于何種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及如何使用這些服務(wù)，同樣也會(huì)產(chǎn)生不同的并發(fā)連接需求。高并發(fā)連接數(shù)的防火墻設(shè)備通常需要客戶投資更多的設(shè)備，這是因?yàn)椴l(fā)連接數(shù)的增大牽扯到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、CPU、內(nèi)存、系統(tǒng)總線和網(wǎng)絡(luò)接口等多方面因素。如何在合理的設(shè)備投資和實(shí)際上所能提供的性能之間尋找一個(gè)黃金平衡點(diǎn)將是用戶選擇產(chǎn)品的一 個(gè)重要任務(wù)。按照并發(fā)連接數(shù)來(lái)衡量方案的合理性是一個(gè)值得推薦的辦法。
以每個(gè)用戶需要10.5個(gè)并發(fā)連接來(lái)計(jì)算，一個(gè)中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)(1000個(gè)信息點(diǎn)以下，容納4個(gè)C類(lèi)地址空間)大概需要10.5×1000=10500個(gè)并發(fā)連接，因此支持 20000～30000最大并發(fā)連接的防火墻設(shè)備便可以滿足需求;大型的企事業(yè)單位網(wǎng)絡(luò)(比如信息點(diǎn)數(shù)在1000～10000之間)大概會(huì)需要 105000個(gè)并發(fā)連接，所以支持100000～120000最大并發(fā)連接的防火墻就可以滿足企業(yè)的實(shí)際需要; 而對(duì)于大型電信運(yùn)營(yíng)商和ISP來(lái)說(shuō)，電信級(jí)的千兆防火墻(支持120000～200000個(gè)并發(fā)連接)則是恰當(dāng)?shù)倪x擇。為較低需求而采用高端的防火墻設(shè)備 將造成用戶投資的浪費(fèi)，同樣為較高的客戶需求而采用低端設(shè)備將無(wú)法達(dá)到預(yù)計(jì)的性能指標(biāo)。利用網(wǎng)絡(luò)整體上的并發(fā)連接需求來(lái)選擇適當(dāng)?shù)姆阑饓Ξa(chǎn)品可以幫助用戶 快速、準(zhǔn)確的定位所需要的產(chǎn)品，避免對(duì)單純某一參數(shù)“愈大愈好”的盲目追求，縮短設(shè)計(jì)施工周期，節(jié)省企業(yè)的開(kāi)支。從而為企業(yè)實(shí)施最合理的安全保護(hù)方案。
在利用并發(fā)連接數(shù)指標(biāo)選擇防火墻產(chǎn)品的同時(shí)，產(chǎn)品的綜合性能、廠家的研發(fā)力量、資金實(shí)力、企業(yè)的商業(yè)信譽(yù)和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)以及產(chǎn)品線的技術(shù)支持和售后服務(wù)體系等 都應(yīng)當(dāng)納入采購(gòu)者的視野，將多方面的因素結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合考慮，切不可盲目的聽(tīng)信某些廠家廣告宣傳中的大并發(fā)連接的宣傳，要根據(jù)自己業(yè)務(wù)系統(tǒng)、企業(yè)規(guī)模、 發(fā)展空間和自身實(shí)力等因素多方面考慮。
吞吐量
網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是由一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)包組成，防火墻對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包的處理要耗費(fèi)資源。吞吐量是指在不丟包的情況下單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)防火墻的數(shù)據(jù)包數(shù)量。
隨著Internet的日益普及，內(nèi)部網(wǎng)用戶訪問(wèn)Internet的需求在不斷增加，一些企業(yè)也需要對(duì)外提供諸如www頁(yè)面瀏覽、FTP文件傳輸、DNS 域名解析等服務(wù)，這些因素會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量的急劇增加，而防火墻作為內(nèi)外網(wǎng)之間的唯一數(shù)據(jù)通道，如果吞吐量太小，就會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率帶來(lái)負(fù)面影響。因此，考察防火墻的吞吐能力有助于我們更好的評(píng)價(jià)其性能表現(xiàn)。這也是測(cè)量防火墻性能的重要指標(biāo)。
吞吐量的大小主要由防火墻內(nèi)網(wǎng)卡， 及程序算法的效率決定，尤其是程序算法，會(huì)使防火墻系統(tǒng)進(jìn)行大量運(yùn)算，通信量大打折扣。因此，大多數(shù)防火墻雖號(hào)稱(chēng)100M防火墻，由于其算法依靠軟件實(shí) 現(xiàn)，通信量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到100M,實(shí)際只有10M-20M。純硬件防火墻，由于采用硬件進(jìn)行運(yùn)算，因此吞吐量可以達(dá)到線性90-95M，是真正的100M 防火墻。
對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)講，選擇吞吐量為百兆級(jí)的防火墻即可滿足需要，而對(duì)于電信、金融、保險(xiǎn)等大公司大企業(yè)部門(mén)就需要采用吞吐量千兆級(jí)的防火墻產(chǎn)品。
補(bǔ)充閱讀：防火墻主要使用技巧
一、所有的防火墻文件規(guī)則必須更改。
盡管這種方法聽(tīng)起來(lái)很容易，但是由于防火墻沒(méi)有內(nèi)置的變動(dòng)管理流程，因此文件更改對(duì)于許多企業(yè)來(lái)說(shuō)都不是最佳的實(shí)踐方法。如果防火墻管理員因?yàn)橥话l(fā)情況或者一些其他形式的業(yè)務(wù)中斷做出更改，那么他撞到槍口上的可能性就會(huì)比較大。但是如果這種更改抵消了之前的協(xié)議更改，會(huì)導(dǎo)致宕機(jī)嗎?這是一個(gè)相當(dāng)高發(fā)的狀況。
防火墻管理產(chǎn)品的中央控制臺(tái)能全面可視所有的防火墻規(guī)則基礎(chǔ)，因此團(tuán)隊(duì)的所有成員都必須達(dá)成共識(shí)，觀察誰(shuí)進(jìn)行了何種更改。這樣就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修理故障，讓整個(gè)協(xié)議管理更加簡(jiǎn)單和高效。
二、以最小的權(quán)限安裝所有的訪問(wèn)規(guī)則。
另一個(gè)常見(jiàn)的安全問(wèn)題是權(quán)限過(guò)度的規(guī)則設(shè)置。防火墻規(guī)則是由三個(gè)域構(gòu)成的：即源(IP地址)，目的地(網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)絡(luò))和服務(wù)(應(yīng)用軟件或者其他目的地)。為了確保每個(gè)用戶都有足夠的端口來(lái)訪問(wèn)他們所需的系統(tǒng)，常用方法是在一個(gè)或者更多域內(nèi)指定打來(lái)那個(gè)的目標(biāo)對(duì)象。當(dāng)你出于業(yè)務(wù)持續(xù)性的需要允許大范圍的IP地址來(lái)訪問(wèn)大型企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)，這些規(guī)則就會(huì)變得權(quán)限過(guò)度釋放，因此就會(huì)增加不安全因素。服務(wù)域的規(guī)則是開(kāi)放65535個(gè)TCP端口的ANY。防火墻管理員真的就意味著為黑客開(kāi)放了65535個(gè)攻擊矢量?
三、根據(jù)法規(guī)協(xié)議和更改需求來(lái)校驗(yàn)每項(xiàng)防火墻的更改。
在防火墻操作中，日常工作都是以尋找問(wèn)題，修正問(wèn)題和安裝新系統(tǒng)為中心的。在安裝最新防火墻規(guī)則來(lái)解決問(wèn)題，應(yīng)用新產(chǎn)品和業(yè)務(wù)部門(mén)的過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)遺忘防火墻也是企業(yè)安全協(xié)議的物理執(zhí)行者。每項(xiàng)規(guī)則都應(yīng)該重新審核來(lái)確保它能符合安全協(xié)議和任何法規(guī)協(xié)議的內(nèi)容和精神，而不僅是一篇法律條文。
四、當(dāng)服務(wù)過(guò)期后從防火墻規(guī)則中刪除無(wú)用的規(guī)則。
規(guī)則膨脹是防火墻經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的安全問(wèn)題，因?yàn)槎鄶?shù)運(yùn)作團(tuán)隊(duì)都沒(méi)有刪除規(guī)則的流程。業(yè)務(wù)部門(mén)擅長(zhǎng)讓你知道他們了解這些新規(guī)則，卻從來(lái)不會(huì)讓防火墻團(tuán)隊(duì)知道他們不再使用某些服務(wù)了。了解退役的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)以及應(yīng)用軟件更新周期對(duì)于達(dá)成規(guī)則共識(shí)是個(gè)好的開(kāi)始。運(yùn)行無(wú)用規(guī)則的報(bào)表是另外一步。黑客喜歡從來(lái)不刪除規(guī)則的防火墻團(tuán)隊(duì)。
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