基于TCP/IP通信協議的計算機網絡安全與防范

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

一、計算機網絡安全

計算機網絡是由硬件網絡、通信軟件以及操作系統構成的，對于一個系統而言，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、網線等網絡設備，用戶可以搭建自己所需要的通信網絡，對于小范圍的無線局域網而言，人們可以使用這些設備搭建用戶需要的通信網絡，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議保護,目前廣泛采用WPA2加密協議實現協議加密，用戶只有通過使用密匙才能對路由器進行訪問，通常可以講驅動程序看作為操作系統的一部分，經過注冊表注冊后，相應的網絡通信驅動接口才能被通信應用程序所調用。網絡安全通常是指網絡系統中的硬件、軟件要受到保護，不能被更改、泄露和破壞，能夠使整個網絡得到可持續的穩定運行，信息能夠完整的傳送，并得到很好的保密。因此計算機網絡安全設計到網絡硬件、通信協議、加密技術等領域。

二、TCP/IP協議

網絡通信協議對于計算及網絡而言是必不可少的，而將不同的網絡產品結合在一起，必須使用統一的協議標準，采用分層的方式將網絡協議有機的結合在一起，采用層層協議具有如下特點：

各層協議功能明確，相對獨立

協議層之間的接口較為清晰，交叉接口較少

整體功能實現簡單

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

三、TCP/IP網絡安全分析

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

(二)數據鏈路層協議安全分析。數據鏈路層則負責物理層與網絡層之間的通信，該協議層可以將物理層傳輸的數據打包成數據幀，數據鏈路層可以對物理層的數據進行數據流量控制、差錯檢測控制。數據鏈路層所面臨的安全威脅是數據鏈路層所傳輸的加密算法和協議的不足，容易遭到黑客等非法用于的入侵。

(三)網絡層協議安全分析。網絡層用于定義網絡操作系統的通信協議，可以用來定義地址，從而將地址轉換為物理地址。網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絡，該層是TCP/IP協議模型中最復雜的一層。該層也容易受到黑客的攻擊。

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

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

四、網絡安全的防范措施和發展方向

(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絡隔離的策略，通過建立一個安全網關從而防止計算機遭到未授權用戶的訪問，如果兩個網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，則可以進行兩個網絡設備之間的通信。

(二)入侵檢測。入侵檢測是內部網絡安全的一部分，用于識別非法用戶對網絡的入侵行為，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對主機的保護，使用該種方式可以實現日志的檢測，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絡濾除，該技術在網絡安全中被大量的使用。使用檢測軟件可以在操作系統層面上實現防護。

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

(四)防病毒技術。使用殺毒軟件或者專業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。對于物理通信網絡而言，可以使用隔離卡或者隔離交換機、隔離網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，從而提高網絡安全。使用該方式可以將惡意攻擊隔離在物理層。

現在網絡發展出現了物聯網、云計算的模型，這是未來計算機網絡發展的方向。物聯網對網絡安全的要求比以往的以太網要求更高。云計算采用網格計算、分布式計算的方式使用云網絡中的資源，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絡中所檢測造的病毒攻擊或者惡意程序傳送到云網絡中的客戶端，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絡，而網絡的安全是充分利用計算機網絡的保證。對基于TCP/IP的計算機網絡安全的防護可以采用針對于協議層進行防護，同時還可以采用物理設備或者殺毒軟件進行網絡保護。計算機網絡需要隨著計算機硬件、協議、系統的發展而進行改進，從而提升計算機通信網絡的安全和穩定。