基于TCP/IP通信協(xié)議的計算機網(wǎng)絡安全與防范

隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，給人們帶來資源共享的同時，在數(shù)據(jù)安全上網(wǎng)絡存在很大的安全隱患。當今網(wǎng)絡廣泛的采用TCP/IP協(xié)議進行通信，本文就TCP/IP通信協(xié)議來分析計算機網(wǎng)絡安全問題，并探討相應的網(wǎng)絡安全應對措施。

一、計算機網(wǎng)絡安全

計算機網(wǎng)絡是由硬件網(wǎng)絡、通信軟件以及操作系統(tǒng)構成的，對于一個系統(tǒng)而言，首先要以硬件電路等物理設備為載體，然后才能運行載體上的功能程序。通過使用路由器、集線器、交換機、網(wǎng)線等網(wǎng)絡設備，用戶可以搭建自己所需要的通信網(wǎng)絡，對于小范圍的無線局域網(wǎng)而言，人們可以使用這些設備搭建用戶需要的通信網(wǎng)絡，最簡單的防護方式是對無線路由器設置相應的指令來防止非法用戶的入侵，這種防護措施可以作為一種通信協(xié)議保護,目前廣泛采用WPA2加密協(xié)議實現(xiàn)協(xié)議加密，用戶只有通過使用密匙才能對路由器進行訪問，通?？梢灾v驅動程序看作為操作系統(tǒng)的一部分，經(jīng)過注冊表注冊后，相應的網(wǎng)絡通信驅動接口才能被通信應用程序所調用。網(wǎng)絡安全通常是指網(wǎng)絡系統(tǒng)中的硬件、軟件要受到保護，不能被更改、泄露和破壞，能夠使整個網(wǎng)絡得到可持續(xù)的穩(wěn)定運行，信息能夠完整的傳送，并得到很好的保密。因此計算機網(wǎng)絡安全設計到網(wǎng)絡硬件、通信協(xié)議、加密技術等領域。

二、TCP/IP協(xié)議

網(wǎng)絡通信協(xié)議對于計算及網(wǎng)絡而言是必不可少的，而將不同的網(wǎng)絡產(chǎn)品結合在一起，必須使用統(tǒng)一的協(xié)議標準，采用分層的方式將網(wǎng)絡協(xié)議有機的結合在一起，采用層層協(xié)議具有如下特點：

各層協(xié)議功能明確，相對獨立

協(xié)議層之間的接口較為清晰，交叉接口較少

整體功能實現(xiàn)簡單

開放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI)采用7層協(xié)議架構，效率較低，而TCP/IP協(xié)議是在OSI模型基礎上的改進模型，采用5層協(xié)議架構，TCP/IP的模型架構如圖1所示。

三、TCP/IP網(wǎng)絡安全分析

(一)物理層協(xié)議安全分析。針對于物理層而言，主要涉及網(wǎng)絡信號的傳輸和網(wǎng)絡通信所制定的規(guī)約，對于網(wǎng)絡通信而言，自然災害(雷擊、暴雨)和一些人為破壞會對網(wǎng)絡通訊線路造成一定的破壞，而對于網(wǎng)絡信號采集而言，則是對網(wǎng)卡控制芯片的配置，配置的參數(shù)包括網(wǎng)絡通信所使用通信速度、通信方式等參數(shù)，現(xiàn)在普遍使用的網(wǎng)卡，如CS8900A、DM9000A、Retaltek8201等，都支持10BASE-T雙絞線以太網(wǎng)通信。

(二)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議安全分析。數(shù)據(jù)鏈路層則負責物理層與網(wǎng)絡層之間的通信，該協(xié)議層可以將物理層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)打包成數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)鏈路層可以對物理層的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)流量控制、差錯檢測控制。數(shù)據(jù)鏈路層所面臨的安全威脅是數(shù)據(jù)鏈路層所傳輸?shù)募用芩惴ê蛥f(xié)議的不足，容易遭到黑客等非法用于的入侵。

(三)網(wǎng)絡層協(xié)議安全分析。網(wǎng)絡層用于定義網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的通信協(xié)議，可以用來定義地址，從而將地址轉換為物理地址。網(wǎng)絡層的主要職責是將報文進行分組，使用最佳路徑通過通信自網(wǎng)絡，該層是TCP/IP協(xié)議模型中最復雜的一層。該層也容易受到黑客的攻擊。

(四)傳輸層協(xié)議安全分析。傳輸層主要負責錯誤的識別和正常數(shù)據(jù)的恢復，從而保證數(shù)據(jù)信息的可靠傳輸，在該協(xié)議層中所使用的主要協(xié)議是TCP協(xié)議。使用該協(xié)議可以創(chuàng)建端到端之間的逐句通信，但是傳輸層中的數(shù)據(jù)信息主要取決于網(wǎng)絡層所提供的有效服務，該層受到網(wǎng)絡層的影響較大。

(五)應用層協(xié)議安全分析。應用層包含了用戶直接與網(wǎng)絡交互的程序，改程序容易受到網(wǎng)絡病毒和操作系統(tǒng)的影響，外界非法用戶可以使用其他程序對網(wǎng)絡應用程序進行干擾。

四、網(wǎng)絡安全的防范措施和發(fā)展方向

(一)防火墻技術。防火墻技術是指采用一定的安全策略將兩個網(wǎng)絡隔離的策略，通過建立一個安全網(wǎng)關從而防止計算機遭到未授權用戶的訪問，如果兩個網(wǎng)絡之間采用相同的安全策略或者被訪問方允許訪問方訪問，則可以進行兩個網(wǎng)絡設備之間的通信。

(二)入侵檢測。入侵檢測是內部網(wǎng)絡安全的一部分，用于識別非法用戶對網(wǎng)絡的入侵行為，通過識別行為可以采取相應的措施。使用主機入侵檢測技術可以實現(xiàn)對主機的保護，使用該種方式可以實現(xiàn)日志的檢測，從而可以查看非法入侵的相關屬性，當主機受到入侵后，可以自動的對可以抵制進行網(wǎng)絡濾除，該技術在網(wǎng)絡安全中被大量的使用。使用檢測軟件可以在操作系統(tǒng)層面上實現(xiàn)防護。

(三)數(shù)據(jù)加密技術。加密技術主要作用于數(shù)據(jù)編碼和解碼階段，通過特定的編碼算法可以將數(shù)據(jù)編譯成擁有相應解碼算法的網(wǎng)絡才能識別的數(shù)據(jù)。使用加密技術可以防止數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中被截獲，即使數(shù)據(jù)被非法用戶截獲后，也不會造成數(shù)據(jù)的泄漏，對于保密網(wǎng)絡和金融商業(yè)網(wǎng)絡有重要作用。該技術可以針對于TCP/IP協(xié)議中的數(shù)據(jù)鏈路層。

(四)防病毒技術。使用殺毒軟件或者專業(yè)的防病毒工具可以識別入侵到本機中的病毒，當病毒入侵后，也可以識別被病毒所感染的文件，可以起到檢測和刪除病毒的技術。

(五)線路隔離保護。對于物理通信網(wǎng)絡而言，可以使用隔離卡或者隔離交換機、隔離網(wǎng)卡的方式達到隔離的效果。采用物理隔離技術可以有效的隔離非法入侵信號，從而提高網(wǎng)絡安全。使用該方式可以將惡意攻擊隔離在物理層。

現(xiàn)在網(wǎng)絡發(fā)展出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)、云計算的模型，這是未來計算機網(wǎng)絡發(fā)展的方向。物聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡安全的要求比以往的以太網(wǎng)要求更高。云計算采用網(wǎng)格計算、分布式計算的方式使用云網(wǎng)絡中的資源，從而加速計算速度，提高效率。云安全則是采用并行處理的方式對云網(wǎng)絡中所檢測造的病毒攻擊或者惡意程序傳送到云網(wǎng)絡中的客戶端，從而進一步的保證用戶的安全。

五、總結

人們的生活離不開計算機網(wǎng)絡，而網(wǎng)絡的安全是充分利用計算機網(wǎng)絡的保證。對基于TCP/IP的計算機網(wǎng)絡安全的防護可以采用針對于協(xié)議層進行防護，同時還可以采用物理設備或者殺毒軟件進行網(wǎng)絡保護。計算機網(wǎng)絡需要隨著計算機硬件、協(xié)議、系統(tǒng)的發(fā)展而進行改進，從而提升計算機通信網(wǎng)絡的安全和穩(wěn)定。