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网络安全与应用案例分析(一)

奋战软考的我们,从来没有松懈过!

案例一:
某单位现有网络拓扑结构如下图所示,实现用户上网功能,该网络使用的网络交换机均为三层设备,用户地址分配为手动指定。

问题一:
路由器AR2200的GE0/0/1接口地址为内网地址,为确保内部用户访问Internet,需要在该设备配置(1)?
答(1)NAT
解析:NAT是网络地址转换,可以把多个内网私有地址转换到1个或少量外部公网地址上,使内网用户可以访问Internet,并且节省大量公网IP,只需给路由器设备AR2200配置NAT功能即可实现,应填写NAT。
问题二
网络中增加三个摄像头,分别接入SwitchA、SwitchB、SwitchC,在调试时,测试网络线路可以使用(2)?
如果将计算机PC3用于视频监控管理,并且视频监控系统与内网的其他计算机逻辑隔离,需要在内网交换机上配置(3),内网用户的网关在交换机SwitchA上,网关地址需要设置在(4),最少需要配置(5)个网关地址,在不增加专用存储设备的情况下,可以将视频资料存储在(6)?
答(2)测线器
解析:测线器也叫查线器,用于追踪弱电状态下的所有金属线缆,并且能在连接任何交换机、路由器、PC终端的情况下直接找线;用于判断线路状态,识别线路故障;是网络安装、维护的实用性工具。
(3)VLAN
解析:VLAN虚拟局域网,把物理上形成的局域网划分成不同的逻辑子网,把数据链路层广播报文隔离在逻辑子网之内,形成各自的广播域,每个逻辑子网就是一个VLAN,可将视频监控系统单独划分一个VLAN,把视频监控业务和其他办公业务分开管理,此处应填VLAN。
(4)逻辑接口上
解析:SwitchA作为核心交换机,根据题意“视频监控系统与内网的其他计算机逻辑隔离”意思是需要划分2个VLAN,一个给视频监控用,另一个给内网其他用户用,每个需要配置一个VLANIF接口IP地址,分别作为视频监控、内网用户的网关,所有应配置在SwitchA上的VLANIF逻辑接口上,需要配置两个网关地址,视频监控和内网用户的网关。
(5)2

解析:SwitchA作为核心交换机,根据题意“视频监控系统与内网的其他计算机逻辑隔离”意思是需要划分2个VLAN,一个给视频监控用,另一个给内网其他用户用,每个需要配置一个VLANIF接口IP地址,分别作为视频监控、内网用户的网关,所有应配置在SwitchA上的VLANIF逻辑接口上,需要配置两个网关地址,视频监控和内网用户的网关。

(6)PC3

解析:根据题意“如果将计算机PC3用于视频监控管理”和“在不增加专用存储设备的情况下”这两句话可以考虑将视频数据存在监控主机PC3的本地磁盘,此处应该填写PC3。

问题三:

若将内网用户IP地址的分配方式改为自动分配,在设备SwitchA上启用DHCP功能,首先配置的命令是(7)?

答:(7)DHCP enable

解析:DHCP enable命令意思是全局启用DHCP功能,题意是内网用户IP地址分配方式改为自动分配,需要启用DHCP功能。

问题四:

为防止网络攻击,需要增加安全设备,配置安全策略,进行网络边界防护等,需要在(8)部署(9),且在该设备上配置(10)策略?

答:(8)AR2200与SwitchA之间

解析:根据题意可以判断出需要配置防火墙,位置在AR2200与SwitchA之间。

(9)FW防火墙

解析:防火墙是一种网络边界访问控制设备,能根据安全策略阻止在网络之间或主机与网络之间的未授权的通信,即控制进出网络的访问行为,防火墙是不同网络安全域之间通信的唯一通道,防止网络攻击用的。

(10)ACL

解析:防护墙上需要配置ACL安全策略来进行控制用户访问权限等。

案例二:

下图是某互联网企业网络拓扑,该网络采用二层结构,网络安全设备有防火墙、入侵检测系统,楼层接入交换机32台,全网划分17个VLAN,对外提供Web和邮件服务,数据库服务器和邮件服务器均安装CentOS操作系统(Linux平台),Web服务器安装Windows 2008操作系统。

问题一:

SAN常见方式有FC-SAN和IP-SAN,在上图中,数据库服务器和存储服务器设备连接方式为(1),邮件服务器和存储服务器设备连接方式为(2),虚拟化存储常用文件系统格式有CIFS、NFS,为邮件服务器分配存储空间时,应采用的文件系统格式为(3),为Web服务器分配存储空间时,应采用的文件系统格式为(4)?

答(1)FC-SAN

解析:根据上面网络拓扑图可知,数据库服务器通过光纤交换机与存储设备(磁盘阵列)连接,采用FC光纤通道传输,故连接方式为FC-SAN。

(2)IP-SAN

解析:根据上面网络拓扑图可知,邮件服务器通过服务器区汇聚交换机连接到存储虚拟化,采用IP网络传输,故连接方式为IP-SAN。

(3)NFS

解析:根据实际应用可以得知大部分的邮件服务器的操作系统为Liunx,而NFS存储格式常用语Linux,因此邮件服务器应采用的文件系统格式为NFS。

(4)CIFS

解析:根据实际应用可以得知大部分的Web服务器的操作系统为Windows,而CIFS存储格式常用语Windows,因此Web服务器应采用的文件系统格式为CIFS。

问题二

该企业采用RAID5方式进行数据冗余备份,请从存储效率和存储速率两个方面比较RAID1和RAID5两种存储方式,并简要说明采用RAID5存储方式的原因?

答:(1)RAID1的磁盘利用率为n/2,读写性能较低

(2)RAID5的磁盘利用率为n-1,读写性能高

总结:RAID1是一种镜像存储阵列,存储数据时,将一块磁盘的内容完全复制到另一块磁盘上,进行100%的完全备份,数据可靠性、安全性高,但是磁盘利用率低,仅为N/2,存储成本高,写数据时需要同时写入备份磁盘,写效率低。

RAID5是一种分布式奇偶校验存储阵列,将磁盘条带化分割,相同的条带区进行奇偶校验,将校验数据平均分布到每块磁盘,磁盘利用率为N-1,缺点是当其中一块磁盘故障时,读写性能下降很多,实际应用中,发现磁盘故障应及时更换。

解析:1.RAID1介绍:下图是RAID1的结构

(1)工作原理 

① RAID1是将一个两块硬盘所构成RAID磁盘阵列,其容量仅等于一块硬盘的容量,因为另一块只是当作数据“镜像”。

② RAID 1磁盘阵列显然是最可靠的一种阵列,因为它总是保持一份完整的数据备份。它的性能自然没有RAID 0磁盘阵列那样好,但其数据读取确实较单一硬盘来的快,因为数据会从两块硬盘中较快的一块中读出。

③ RAID 1磁盘阵列的写入速度通常较慢,因为数据得分别写入两块硬盘中并做比较。RAID 1磁盘阵列一般支持“热交换”,就是说阵列中硬盘的移除或替换可以在系统运行时进行,无须中断退出系统。

④ RAID 1磁盘阵列是十分安全的,不过也是较贵一种RAID磁盘阵列解决方案,因为两块硬盘仅能提供一块硬盘的容量。

⑤ RAID 1磁盘阵列主要用在数据安全性很高,而且要求能够快速恢复被破坏的数据的场合。

(2)优缺点

① RAID1通过硬盘数据镜像实现数据的冗余,保护数据安全,在两块盘上产生互为备份的数据,当原始数据繁忙时,可直接从镜像备份中读取数据,因此RAID1可以提供读取性能。

② RAID1是硬盘中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性,当一个硬盘失效时,系统可以自动切换到镜像硬盘上读/写,并且不需要重组失效的数据。

③ Raid1(镜像/双工)优缺点:1.数据安全性高 2.磁盘利用率50%,利用率最低。

2.RAID5介绍:下图是RAID5的结构

 (1)工作原理

RAID5和RAID4一样,数据以块为单位分布到各个硬盘上。RAID 5不对数据进行备份,而是把数据和与其相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

(2)读写

用简单的语言来表示,至少使用3块硬盘(也可以更多)组建RAID5磁盘阵列,当有数据写入硬盘的时候,按照1块硬盘的方式就是直接写入这块硬盘的磁道,如果是RAID5的话这次数据写入会根据算法分成3部分,然后写入这3块硬盘,写入的同时还会在这3块硬盘上写入校验信息,当读取写入的数据的时候会分别从3块硬盘上读取数据内容,再通过检验信息进行校验。当其中有1块硬盘出现损坏的时候,就从另外2块硬盘上存储的数据可以计算出第3块硬盘的数据内容。也就是说raid5这种存储方式只允许有一块硬盘出现故障,出现故障时需要尽快更换。当更换故障硬盘后,在故障期间写入的数据会进行重新校验。如果在未解决故障又坏1块,那就是灾难性的了。

(3)存储

RAID5把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上,其中任意N-1块磁盘上都存储完整的数据,也就是说有相当于一块磁盘容量的空间用于存储奇偶校验信息。因此当RAID5的一个磁盘发生损坏后,不会影响数据的完整性,从而保证了数据安全。当损坏的磁盘被替换后,RAID还会自动利用剩下奇偶校验信息去重建此磁盘上的数据,来保持RAID5的高可靠性。

做raid 5阵列所有磁盘容量必须一样大,当容量不同时,会以最小的容量为准。最好硬盘转速一样,否则会影响性能,而且可用空间=磁盘数n-1,Raid 5 没有独立的奇偶校验盘,所有校验信息分散放在所有磁盘上, 只占用一个磁盘的容量。

(4)Raid5(条带技术+分布式校验)优点:1.高可用性2.磁盘利用效率较高(N-1),没有固定的校验盘,奇偶校验信息均匀分布在阵列所属的磁盘中3.随机读写性能高允许在同一组进行多个并发操作。4.存储成本相对较低;能够支持在一块盘离线的情况下保证数据的正常访问,是运用较多的一种解决方案。

(5)RAID 5的缺点是写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。

(6)RAID5和RAID1的比较

① 读写方面:RAID1读和单个磁盘没有区别,写则需要两边都写;RAID5读性能最好,写性能小于对单个磁盘进行写入操作;所以RAID1适合读操作多的情景而RAID5适合写操作多的情景。

② 安全性:RAID1高于RAID5。

③ 磁盘利用率:RAID5高于RAID1。

④ 成本:RAID1高于RAID5。

⑤ 应用方面:RAID1适合存放重要数据;RAID5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的方案。

问题三:

网络管理员接到用户反映,邮件登录非常缓慢,按以下步骤进行故障诊断:

1.通过网管机,利用(5)登录到邮件服务器,发现邮件服务正常,但是连接时断时续。

2.使用(6)命令诊断邮件服务器的网络连接情况,发现网络丢包严重,登录服务器区汇聚交换机S1,发现连接邮件服务器的端口数据流量异常,收发包量很大。

3.根据以上情况,邮件服务器的可能故障为(7),应采用(8)的办法处理上述故障。

答:(5)ssh

解析:根据案例分析一得知,邮件服务器为Linux系统,远程连接一般采用SSH登录。

(6)ping

解析:ping命令的作用是震旦网络连通性和丢包情况,符合题意。

(7)感染病毒

解析:题意故障表现为丢包严重并且连接该服务器的交换机接口流量异常,一般原因是感染病毒、木马等,造成邮件服务器对外发包异常。

(8)安装防病毒软件

解析:根据上题得知需要安装杀毒软件进行病毒查杀。

问题四:

上述企业网络拓扑存在的网络安全隐患有(9)、(10)、(11)

答:(9)缺少针对来自局域网内部的安全防护措施

解析:只在网络出口部署了防火墙,而内部用户与服务器区未做任何安全防范措施,建议在服务器区汇聚交换机与核心交换机之间部署网络安全设备,防范来自内部局域网的网络安全隐患。

(10)缺少防病毒措施

解析:从案例分析三中得知,邮件服务器未安装杀毒软件,应尽快安装杀毒软件。

(11)缺少Web安全防护措施

解析:该企业对外提供Web服务,但是未做Web安全的相关防范措施,建议增加IPS或者WAF等安全设备。

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