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下一代網(wǎng)絡(luò)

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1.什么是下一代網(wǎng)絡(luò)

  下一代網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)建立在IP技術(shù)基礎(chǔ)上的新型公共電信網(wǎng)絡(luò),能夠容納各種形式的信息,在統(tǒng)一的管理平臺(tái)下,實(shí)現(xiàn)音頻、視頻、數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸和管理,提供各種寬帶應(yīng)用和傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù).是一個(gè)真正實(shí)現(xiàn)寬帶窄帶一體化、有線無線一體化、有源無源一體化、傳輸接人一體化的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

2.下一代網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

  與傳統(tǒng)的PSTN網(wǎng)絡(luò)不同,NGN以在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上解決各種綜合業(yè)務(wù)的靈活提供能力為出發(fā)點(diǎn),提供諸如業(yè)務(wù)邏輯、業(yè)務(wù)的接人和傳送手段、業(yè)務(wù)的資源提供能力和業(yè)務(wù)的認(rèn)證管理等服務(wù)。為此,在NGN中,以執(zhí)行各種業(yè)務(wù)邏輯的軟交換(Softswitch)設(shè)備為核心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架建設(shè)。除此之外,業(yè)務(wù)邏輯可在應(yīng)用服務(wù)器(AS)上統(tǒng)一完成,并可向用戶提供開放的業(yè)務(wù)應(yīng)用編程接口(API)。而對于媒體流的傳送和接入層面,NGN將通過各種接人手段將接人的業(yè)務(wù)流集中到統(tǒng)一的分組網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上傳送。

  分組化的、開放的、分層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系是下一代網(wǎng)絡(luò)的顯著特征。業(yè)界基本上按業(yè)務(wù)層、控制層、傳送層、接入層四層劃分.各層之間通過標(biāo)準(zhǔn)的開放接口互連。

  業(yè)務(wù)層:一個(gè)開放、綜合的業(yè)務(wù)接人平臺(tái).在電信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,智能地接入各種業(yè)務(wù),提供各種增值服務(wù),而在多媒體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,也需要相應(yīng)的業(yè)務(wù)生成和維護(hù)環(huán)境。

  控制層:主要指網(wǎng)絡(luò)為完成端到端的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行的路由判決和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能,它是網(wǎng)絡(luò)的交換核心,目的是在傳輸層基礎(chǔ)上構(gòu)建端到端的通信過程,軟交換(Softs~itch)將是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心,體現(xiàn)了NGN的網(wǎng)絡(luò)融合思想。

  傳送層:面向用戶端支持透明的TDM線路的接人,在網(wǎng)絡(luò)核心提供大帶寬的數(shù)據(jù)傳輸能力,并替代傳統(tǒng)的配線架,構(gòu)建靈活和可重用的長途傳輸網(wǎng)絡(luò),一般為基于DWDM技術(shù)的全光網(wǎng)。

  接人層:在用戶端支持多種業(yè)務(wù)的接入,提供各種寬窄帶、移動(dòng)或固定用戶接人。

3.下一代網(wǎng)絡(luò)的安全威脅分析[1]

  以軟交換為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)采用IP分組網(wǎng)絡(luò)承載,傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)盡力傳送和開放自由的網(wǎng)絡(luò)。有些IP網(wǎng)絡(luò)用戶可以不經(jīng)任何認(rèn)證和鑒權(quán)就可以接人IP網(wǎng)絡(luò).IP網(wǎng)絡(luò)用戶也不需要進(jìn)行任何業(yè)務(wù)認(rèn)證與鑒權(quán)。IP網(wǎng)絡(luò)的開放性是推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素,但同時(shí)也帶來了網(wǎng)絡(luò)的安全隱患。NGN采用IP承載網(wǎng)絡(luò),如果在建設(shè)初期沒有合理規(guī)劃,將會(huì)存在更大的安全威脅。下一代網(wǎng)絡(luò)存在一系列安全威脅。以下列出了一系NGN網(wǎng)絡(luò)安全威脅:

  1.終端設(shè)備安全威脅

  軟交換網(wǎng)絡(luò)中存在大量的終端設(shè)備,包括IAD設(shè)備、SIP/H.323終端和PC軟終端等。軟交換網(wǎng)絡(luò)接人靈活.任何可以接入IP網(wǎng)絡(luò)的地點(diǎn)均可以接入終端。但是,這種特性在為用戶帶來方便的同時(shí),也導(dǎo)致可能存在用戶利用非法終端或設(shè)備訪問網(wǎng)絡(luò),占用網(wǎng)絡(luò)資源,非法使用業(yè)務(wù)和服務(wù),同時(shí),某些用戶可能使用非法終端或設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起攻擊,對網(wǎng)絡(luò)的安全造成威脅。另外,由于接入與地點(diǎn)的無關(guān)性,使得安全威脅發(fā)生后.很難定位發(fā)起安全攻擊的確切地點(diǎn),無法追查責(zé)任人。

  2.網(wǎng)絡(luò)安全威脅

  軟交換網(wǎng)絡(luò)采用IP分組網(wǎng)作為傳輸承載.而且軟交換網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)大部分屬于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),對網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性要求更高。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)由于病毒導(dǎo)致帶寬大量被占用。訪問速度很慢甚至無法訪問時(shí),軟交換網(wǎng)絡(luò)就無法為用戶提供任何服務(wù)。

  3.關(guān)鍵設(shè)備安全威脅

  軟交換網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備包括:軟交換設(shè)備、媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用服務(wù)器、媒體服務(wù)器等。由于下一代網(wǎng)絡(luò)選擇分組網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò),并且各種信息主要采用IP分組的方式進(jìn)行傳輸,IP協(xié)議的簡單性和通用性為網(wǎng)絡(luò)上對關(guān)鍵設(shè)備的各種攻擊提供了便利的條件。

  4.信息安全威脅

  信息安全主要包括軟交換與終端之間信令消息的安全、用戶之間媒體信息的安全以及用戶私有信息(包括用戶名、密碼等)的安全。由于軟交換網(wǎng)絡(luò)采用開放的IP網(wǎng)絡(luò)傳輸信息,這樣在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就很容易被監(jiān)聽,如果軟交換與終端之間的信令消息被監(jiān)聽.有可能導(dǎo)致終端用戶私有信息的泄露,導(dǎo)致監(jiān)聽者可以利用監(jiān)聽到的信息偽造成合法用戶接人網(wǎng)絡(luò):如果用戶之間媒體信息被惡意監(jiān)聽,將導(dǎo)致用戶私密信息的泄露。

4.下一代網(wǎng)絡(luò)安全威脅的應(yīng)對策略[1]

  針對NGN網(wǎng)絡(luò)安全的威脅,可以有以下NGN網(wǎng)絡(luò)安全解決方案。

  1.防火墻隔離

  軟交換網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備如軟交換、應(yīng)用服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)等放置在IP網(wǎng)絡(luò)上,相當(dāng)于IP網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī),存在著被攻擊的危險(xiǎn),為保證關(guān)鍵設(shè)備的安全,需要在重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備前面放置防火墻以保證軟交換核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全。

  防火墻通常具有以下功能:①防火墻定義了單個(gè)的阻塞點(diǎn),將未授權(quán)的用戶隔離在被保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)之外,禁止?jié)撛诘囊资芄舻姆?wù)進(jìn)入或離開網(wǎng)絡(luò).并且對于不同類型的IP欺騙和選路攻擊提供保護(hù);②防火墻提供了監(jiān)視與安全有關(guān)事件的場所,在防火墻系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)審計(jì)和告警;③防火墻可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換以及審計(jì)和記錄網(wǎng)絡(luò)使用日志的網(wǎng)絡(luò)管理功能。防火墻最重要的功能就是包過濾功能,包過濾應(yīng)該做到按照IP報(bào)文的如下屬性一源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、傳輸層協(xié)議進(jìn)行過濾;部分廠家的防火墻還可以做到基于報(bào)文內(nèi)容的訪問控制。即可以檢查應(yīng)用層協(xié)議信息并監(jiān)控應(yīng)用層協(xié)議狀態(tài)。

  2.信令媒體代理設(shè)備隔離

  為保障軟交換網(wǎng)絡(luò)的安全.可以將軟交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全區(qū)域的劃分,根據(jù)軟交換網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的安全需求以及軟交換網(wǎng)絡(luò)的安全區(qū)域,劃分成內(nèi)網(wǎng)區(qū)和外網(wǎng)區(qū)兩個(gè)安全區(qū)域:①軟交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū):由軟交換、信令網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用服務(wù)器、媒體服務(wù)器、中繼網(wǎng)關(guān)、大容量用戶綜合接入網(wǎng)關(guān)等設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。該網(wǎng)絡(luò)區(qū)域設(shè)備面向大量用戶提供服務(wù),安全等級要求高;②軟交換網(wǎng)絡(luò)外網(wǎng)區(qū):由SIP終端、PC軟終端、普通用IAD等終端設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域,該網(wǎng)絡(luò)區(qū)域設(shè)備放置在用戶側(cè),面向個(gè)人用戶提供服務(wù);③內(nèi)網(wǎng)區(qū)和外網(wǎng)區(qū)的互通.通過信令媒體代理設(shè)備實(shí)現(xiàn),信令媒體代理設(shè)備除進(jìn)行外網(wǎng)區(qū)終端訪問軟交換和網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信令、媒體轉(zhuǎn)發(fā)之外,同時(shí)在安全方面應(yīng)具有以下功能:①設(shè)備應(yīng)能支持基于SIP、MGCP和H.248協(xié)議的應(yīng)用層攻擊防護(hù);②設(shè)備應(yīng)能對異常消息、異常流量等高風(fēng)險(xiǎn)行為進(jìn)行識(shí)別并產(chǎn)生實(shí)時(shí)告警,供維護(hù)人員作進(jìn)一步處理;③對于以下情況,設(shè)備應(yīng)能進(jìn)行識(shí)別并按照預(yù)定策略進(jìn)行處理:一種情況應(yīng)能根據(jù)用戶注冊狀態(tài)進(jìn)行消息的處理。對未注冊用戶發(fā)送的非注冊消息進(jìn)行丟棄處理:另一種情況設(shè)備應(yīng)能對注冊鑒權(quán)失敗的用戶終端建立監(jiān)視列表,記錄IP地址/端口和用戶名,并能采取相應(yīng)措施。

  3.設(shè)備應(yīng)具有防常見DoS攻擊

  近年來,隨著VPN技術(shù)的成熟,在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建不同的VPN已經(jīng)成為可能,可以采用MPLS、VLAN等VPN技術(shù)從分組數(shù)據(jù)物理網(wǎng)絡(luò)中劃分出一個(gè)獨(dú)立邏輯網(wǎng)絡(luò)作為NGN虛擬業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò),把NGN從邏輯上與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離,其他網(wǎng)絡(luò)用戶無法通過非法途徑訪問NGN網(wǎng)絡(luò).將可以避免來自其他網(wǎng)絡(luò)特別是Intemet網(wǎng)絡(luò)上用戶對NGN網(wǎng)絡(luò)的攻擊與破壞。

  4.數(shù)據(jù)加密

  為了防止NGN中傳送的信令和媒體信息被非法監(jiān)聽,可以采用目前互聯(lián)網(wǎng)上通用的數(shù)據(jù)加密技術(shù)對信令流和媒體流進(jìn)行加密。

  對于IP網(wǎng)絡(luò)上的信令傳輸,目前提出的主要安全機(jī)制是IPSec協(xié)議。在Megaco協(xié)議規(guī)范(RFC3015)中,指定Megaco協(xié)議的實(shí)現(xiàn)要采用IPSec協(xié)議保證媒體網(wǎng)關(guān)和軟交換設(shè)備之間的通信安全。在不支持IPsec的環(huán)境下,使IBMegaco提供的鑒權(quán)頭(AH)鑒權(quán)機(jī)制對IP分組實(shí)施鑒權(quán)。在Megaco協(xié)議中強(qiáng)調(diào)了如果支持IPSec就必須采用IPSec機(jī)制.并且指出IPSec的使用不會(huì)影響Megaco協(xié)議進(jìn)行交互接續(xù)的性能。IPsec是IPv4協(xié)議上的一個(gè)應(yīng)用協(xié)議,IPv6直接支持IPSec選項(xiàng)。

  對于媒體流的傳輸.采用對RTP包進(jìn)行加密,目前主要采用對稱加密算法對RTP包進(jìn)行加密。對于用戶賬號(hào)、密碼等私有信息,目前采用的加密算法主要是MD5,用于用戶身份的認(rèn)證。

  5.接入用戶身份認(rèn)證

  軟交換終端用戶特別是智能終端、PC軟終端、桌面IAD等接入NGN網(wǎng)絡(luò)時(shí)必須經(jīng)過嚴(yán)格的認(rèn)證,確認(rèn)用戶的身份后才允許用戶接入NGN網(wǎng)絡(luò)。

  用戶接入認(rèn)證時(shí)可以采用保密強(qiáng)度比較高的公開密鑰體系來進(jìn)行,以保證用戶身份的可靠性。NGN系統(tǒng)認(rèn)證確認(rèn)用戶身份接入NGN網(wǎng)絡(luò)后,可以把用戶標(biāo)志、IP地址等信息進(jìn)行綁定并記錄到網(wǎng)絡(luò)安全日志中。這樣一旦用戶的身份在接入時(shí)得到了確認(rèn),即使個(gè)別用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)破壞也很容易通過網(wǎng)絡(luò)的安全日志迅速定位和查處該用戶。通過這種方式從根源上基本可以杜絕從用戶端發(fā)起網(wǎng)絡(luò)攻擊而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)安全問題。另外,可以強(qiáng)制軟交換或終端網(wǎng)管設(shè)備對終端的IP地址、MAC地址與終端標(biāo)志進(jìn)行匹配,當(dāng)終端標(biāo)志正確,但是IP地址或MAC地址不正確時(shí),也不予提供接入和服務(wù)。

  6.訪問控制

  (1)設(shè)備管理控制臺(tái)訪問

  控制臺(tái)是設(shè)備提供的最基本的配置方式??刂婆_(tái)擁有對設(shè)備最高配置權(quán)限,對控制臺(tái)訪問方式的權(quán)限管理應(yīng)擁有最嚴(yán)格的方式。包括:用戶登錄驗(yàn)證、控制臺(tái)超時(shí)注銷、控制臺(tái)終端鎖定。

  (2)異步輔助端口的本地、遠(yuǎn)程撥號(hào)訪問嚴(yán)格控制通過設(shè)備的其他異步輔助端口對設(shè)備進(jìn)行本地、遠(yuǎn)程撥號(hào)的交互配置。缺省要求身份驗(yàn)證。

  (3)嚴(yán)格控制Telnet訪問用戶、缺省要求身份驗(yàn)證,以及限制Telnet終端的IP地址,限制同時(shí)Telnet用戶數(shù)目等。

  NGN網(wǎng)絡(luò)安全建議:

  根據(jù)前面的論述。為了保證所構(gòu)建的NGN網(wǎng)絡(luò)的安全性,必須做到以下幾點(diǎn):①在網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備前放置防火墻和信令媒體代理設(shè)備,防止對網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備的攻擊;②把NGN與Internet等其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離,保證除NGN設(shè)備和用戶外其他用戶無法通過非法途徑訪問NGN;③對用戶與軟交換交互的信令消息進(jìn)行加密,確保無法被非法監(jiān)聽;④在接入層對用戶接入和業(yè)務(wù)使進(jìn)行嚴(yán)格控制.用戶必須經(jīng)過嚴(yán)格的鑒權(quán)和認(rèn)證才可以接入NGN網(wǎng)絡(luò).用戶的業(yè)務(wù)使用也必須經(jīng)過嚴(yán)格的鑒權(quán)和認(rèn)證。軟交換、應(yīng)用服務(wù)器和各種網(wǎng)關(guān)設(shè)備組成封閉的MPI_SVPN網(wǎng)絡(luò).對于內(nèi)部大客戶可以通過專線直接接人,其他非信任區(qū)域的終端用戶只能通過信令媒體代理設(shè)備訪問,同時(shí)采用IPSech0密交互的信令消息。軟交換和信令媒體代理設(shè)備嚴(yán)格控制終端的接人,對終端標(biāo)志、IP地址、MAC地址進(jìn)行認(rèn)證。

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