园区网络多重网络安全技术机制

朱泽华

摘要：文章设计了园区网络多重网络安全技术机制，包括网络拓扑结构、安全设备、访问控制、密码策略、监测与防护以及终端设备管理等。并且采用分层的网络结构、冗余设计、基于角色的访问控制、IEEE802.1X身份认证、多因素身份验证等措施提高网络安全性。通过配置防火墙、入侵检测系统、防病毒网关等安全设备，实施网络流量分析、安全事件管理等监测与防护措施，加强终端设备认证、软件更新、访问控制、数据加密等管理，以确保园区网络运行的可靠性和稳定性。

关键词：园区网络安全；网络拓扑结构；安全设备

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.03.015

中图分类号：TN 92，TU 984.13           文献标志码：B           文章编码：1672-7274（2024）03-00-03

园区网络是现代企业和机构运行的重要组成部分，支撑着日常业务和通信需求。如今，随着网络技术的快速发展和网络安全威胁日益复杂化，保障园区网络的稳定运行和数据安全已成为一项重要挑战。多重网络安全技术机制是应对这一挑战的有效手段，通過综合运用多种网络安全技术，可以增强园区网络的安全防护能力，降低安全风险。

1   博物园区网络安全的层次结构

博物园区网络安全是一个多层次的防御体系，为了确保园区网络的安全稳定运行，需要采取多重网络安全技术机制。

1.1 博物馆内运行安全

博物馆内运行安全是园区网络安全的基础层次，主要包括设备运行安全和网络连接安全。设备掉电可能会造成运行中断和数据丢失，因此需要采取UPS和双机热备等措施来保证设备的不间断运行[1]。另外，核心交换机与楼层交换机之间采用双链路光纤连接，并设置聚合口，以提高网络通信带宽并实现双链路的热备份。这些措施可以确保园区网络的稳定运行，为其他层次的安全提供基础保障，安全层次及对应措施如表1所示。

1.2 网络设备安全防范

网络设备是园区网络的重要组成部分，对网络设备的安全防范是园区网络安全防御的第二个层次。为了保护网络设备免受攻击和病毒的侵害，需要采取一系列防御措施。

（1）防火墙是网络设备安全防范的第一道防线，负责设置安全策略，并根据流量统计进行相应的安全防护。防火墙能够过滤非法访问和恶意流量，从而保护网络免受外部攻击。

（2）WAF（Web应用防火墙）是专门针对Web应用攻击的一种网络安全设备，能够实时更新病毒数据库，识别并防御常见的Web应用攻击，如SQL注入、跨站脚本攻击等[2]。通过WAF的保护，可以确保Web应用的安全性和稳定性。

（3）防毒墙是园区网络中的重要安全设备之一，它能够检测和清除各种病毒如木马等恶意程序。防毒墙通过实时更新病毒数据库，能够识别并清除各种新型病毒，从而保护网络免受病毒的侵害。

（4）堡垒机是一种集中管理、集中授权的网络设备访问控制设备。它可以实现对多账号的统一收口，提供双因子认证、细粒度的权限划分、高危行为的自动阻断以及可视化审计等功能。堡垒机可以有效防止非法访问和数据泄露，确保网络设备的安全性。

1.3 网络态势感知系统

网络态势感知系统是园区网络安全防御的第三个层次，该系统可以实时监测网络运行状态，分析网络流量，发现异常行为并及时报警。通过这个系统，管理员可以全面了解网络的运行状态和安全态势，从而做出及时有效的响应。网络态势感知系统能够提供全面的网络安全监控和预警服务，帮助管理员及时发现和处理安全问题。

2   园区网络安全的软件设置

本设计方案旨在为博物馆园区网络提供全面的安全保障，包括网络拓扑结构、安全设备、访问控制、密码策略、监测与防护以及总结。

2.1 网络拓扑结构

采用分层的网络结构，将网络分为核心层、汇聚层和接入层。使用冗余设计，确保网络设备备份和支持故障切换[3]。实施网络监控和日志记录，以便及时发现和解决网络问题。

（1）核心层：负责高速数据传输和核心路由，连接各个汇聚层设备。

（2）汇聚层：负责将接入层的数据汇总并传输到核心层，同时提供路由和访问控制功能。

（3）接入层：负责连接用户设备，为用户提供网络接入和流量控制功能。

通过分层的网络结构，可以实现更好的管理和故障排除，同时提高网络运行效率和可靠性。

2.2 安全设备

配置防火墙，过滤非法访问和恶意流量。部署入侵检测系统（IDS/IPS），实时监测网络攻击和异常行为。使用防病毒网关，对进入网络的数据进行病毒扫描和清除。安全设备清单及功能见表2。

博物馆园区网络安全方案中的安全设备部分包括防火墙、入侵检测系统和防病毒网关。通过配置这些安全设备，可以过滤非法访问和恶意流量，实时监测网络攻击和异常行为，并对进入网络的数据进行病毒扫描和清除，提高网络防御能力。

2.3 访问控制

实施基于角色的访问控制（RBAC），根据用户角色和权限分配相应访问权限。基于IEEE 802.1X身份认证，对访问网络资源的用户进行身份验证。配置访问控制列表（ACL），限制特定用户或设备对网络资源的访问[4]。访问控制技术与设备具体清单见表3。

通过实施基于角色的访问控制、基于IEEE 802.1X身份认证和访问控制列表，可以更好地控制用户和设备对网络资源的访问，提高网络安全性。

2.4 密码策略

要求用户设置足够复杂的密码，以提高安全性。强制用户定期更改密码，减少密码泄露风险。实施多因素身份验证，增加账号的安全性。密码策略与设备支持详见表4。

通过要求用户设置足够复杂的密码、强制用户定期更改密码以及实施多因素身份验证，可以提高账号的安全性，减少密码泄露风险。

2.5 监测与防护

使用网络流量分析（NTA）工具，实时监测网络流量和异常行为。部署安全事件管理（SEM）系统，统一管理安全日志和事件响应。使用反病毒软件，保护终端设备和服务器免受病毒和恶意软件的攻击。表5为监测与防护设备及功能详情。

表5为博物馆园区网络安全方案中的监测与防护部分，包括使用的设备、具体型号和功能。通过使用网络流量分析工具、安全事件管理系统以及反病毒软件，可以有效地监测网络流量和异常行为，统一管理安全日志和事件响应，并保护终端设备和服务器免受病毒和恶意软件的攻击，从而提高网络安全性。

3   园区网络安全的终端设备管理

3.1 设备认证

设备认证是确保只有经过授权设备才能够访问网络的关键步骤。建议实施基于硬件的认证，例如硬件元素证书或预共享密钥。这种方法能防止未经授权的设备接入网络，因为它们没有硬件元素证书或预共享密钥。此外，建议采用支持双因素认证的设备，如动态口令和短信验证，这样可以大大提高认证的安全性。同时，对设备进行定期认证，如每月或每季度进行一次，以检测和防止未经授权的设备接入网络。

3.2 软件更新

软件更新对于保障网络安全至关重要，因为它能修复已知的安全漏洞。建议统一管理终端设备的软件更新流程，通过中央服务器推送更新信息，确保所有设备软件都能及时更新。此外，建议定期检查终端设备的软件版本和更新状态，以确保所有设备都保持最佳状态。实施软件更新策略，如强制更新或限时更新，可以防止使用过时的软件。

3.3 访问控制

访问控制是限制特定设备或用户对网络资源的访问的重要步骤。建议配置访问控制列表（ACL），限制特定设备或用户对网络资源的访问。这些列表应该根据设备、用户或角色来定义，并且可以根据需要随时修改。基于IEEE 802.1X对访问网络资源的用户进行身份验证，进一步提高访问控制的效率[5]。实施基于角色的访问控制（RBAC）可以根据用户角色和权限分配相应访问权限，使得访问控制更加灵活和精细。

3.4 数据加密

数据加密是保护数据在传输过程中不被窃取或篡改的重要手段。建议使用SSL/TLS协议对网络通信进行加密，因为这些协议在传输层提供了强大的加密功能。此外，建议使用IPSec或虚拟专用网络（VPN）技术提供安全的远程访问和数据传输通道。这些技术能保护远程连接和数据传输，确保数据的安全性。

3.5 安全监控和日志记录

安全监控和日志记录是实时监测终端设备的状态和性能、及时发现和处理安全问题的重要步骤。建议配置监控系统，如网络监控系统或安全信息事件管理（SIEM）系统，实时监测终端设备的状态和性能。这些系统可以提供实时警报和通知，使得管理员能够及时发现和处理安全问题。同时，配置安全日志系统，如日志服务器或集中日志系统，记录终端设备上的各种操作和事件，如登录、数据传输、异常行为等。分析这些安全日志可以识别异常行为并采取相应措施，例如隔离或关闭异常设备。

4   结束语

园区网络是信息化的重要基础架构，保障其安全性至关重要。本文从网络拓扑结构、安全设备、访问控制、密码策略、监测与防护以及终端设备管理等方面进行了全面分析，旨在为园区网络提供多重安全保障。实施这些措施可以有效地防止网络攻击、保护数据和资源、及时发现和处理安全问题，提高网络运行的安全性和稳定性。随着技术的不断发展和网络威胁的不断增加，园区网络的安全性分析需要不断增强。建议定期进行安全评估和测试，及时发现和修复潜在的安全隐患，以确保园区网络的安全性和稳定性。

参考文献

[1] 陈运．网络安全防御體系的研究与实践[J]．计算机安全，2012（10）：17-22.

[2] 王晓峰．大数据时代下网络信息安全的保障[J]．信息安全与通信保密，2016（3）：45-49.

[3] 吴秀娟．园区网络多重安全防护系统的设计与实现[D]．北京：北京邮电大学，2019.

[4] 王昆．面向云计算的园区网络安全防护方案的设计与实现[D]．北京：北京邮电大学，2018.

[5] 李小勇．面向工业园区的网络多重安全防护体系的研究与应用[D]．北京：北京邮电大学，2017.