CN1152531C - 分片报文的网络访问控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种网络访问控制技术中的分片报文的网络访问控制方法。包括：首先，根据需要记录分片报文中首片报文的属性信息及分片标识；然后，分片报文中的后续分片报文根据其分片标识，查询与该后续分片报文分片标识相同的首片报文的属性信息；最后，根据上述查询结果确定该后续分片报文的网络可访问性。由上述技术方案可以看出，本发明解决了现有网络访问控制技术所存在无法保证对分片报文访问网络进行有效控制的缺点，实现了分片报文的网络访问控制也可以与普通报文或首片报文的网络访问控制一样方便，从而更好地保证了网络的安全性。

Description

分片报文的网络访问控制方法
技术领域
本发明涉及一种网络访问控制技术，尤其涉及一种对分片报文进行网络访问控制的方法。
背景技术
网络访问控制技术是一种根据报文的特征信息对其访问的目的进行控制的技术，通常用于将内部网和公众网络(如互联网)分开，网络访问控制技术可以为两个进行通信的网络设置一个访问控制标准。在基于互联网协议(IP)的网络中，通常是根据IP报文的源地址和目的地址、应用的协议类型以及IP报文所承载的传输控制协议/用户数据报协议(TCP/UDP)端口号对网络间的访问进行控制。目前被广泛应用的是根据所需要的网络访问控制要求配置一组可对报文进行匹配的访问控制列表(ACL)，每个ACL中包含了多条规则，每条规则里包含了允许或者禁止的报文的特征信息。例如：允许网络123.1.0.0使用文件传输协议(FTP)使用21号端口访问主机150.0.0.1；允许IP地址为202.103.1.18和202.103.1.14的用户使用23号端口远程登录(Telnet)到主机150.0.0.2上；允许任何地址的电子邮件(E-mail)使用25号端口进入主机150.0.0.3等；对报文特征信息的描述能力决定网络访问控制能够处理报文的能力。对于正常的IP报文，现有技术的报文特征信息描述能力可以满足要求，但是，对于较大的IP报文由于包含了分片的特性，并且对于IP报文所承载的更高层的信息的描述则是仅仅包含在首片IP报文分片中，例如传输控制协议(TCP)的信息，因此报文的某些特征信息描述因分片报文中无相应信息与其匹配，而无法对分片报文进行网络访问控制，例如端口描述等三层以外信息。
目前对分片报文的访问控制主要有两种：一种是对于所有的分片报文采取全部通过或者全部禁止的方法。这种方法存在很大的安全隐患和应用限制；当全部通过的时候，黑客很容易构造分片报文实施流量攻击；当全部禁止的时候，所有的分片报文，包括合法的报文都将被拒绝丢弃，这在实际应用中是不允许的。另一种网络访问控制方法中所应用ACL尽管也包含有三层信息及三层以外信息，例如包含源目的地址信息、协议类型以及三层以外信息，其中三层以外信息包括TCP/用户数据协议(UDP)端口号，互联网控制报文协议(ICMP)类型、代码，但对分片报文仅进行三层信息的规则匹配，以确定分片报文的网络可访问性，其承载的三层以外信息被忽略，这种方法无法保证分片报文的网络访问控制的有效性，黑客构造分片报文实施流量攻击的可能性仍然存在，因而，网络的安全性无法得到更好地保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种分片报文的网络访问控制方法，可对分片报文的网络访问进行有效地控制，以提高网络的安全性。
本发明的目的是这样实现的：分片报文的网络访问控制方法，包括：
(1)根据需要记录分片报文中首片报文的属性信息及分片标识；
(2)分片报文中的后续分片报文根据其分片标识，查询与该后续分片报文分片标识相同的首片报文的属性信息；
(3)根据上述查询结果确定该后续分片报文的网络可访问性。
所述的步骤(1)包括：
(21)判断报文是否为分片报文中的首片报文，如果是，执行步骤(22)，否则，执行步骤(23)；
(22)根据需要记录该首片报文的属性信息及分片标识；
(23)结束本次判断过程。
所述的属性信息为首片报文的网络可访问性信息。
所述的报文为互联网协议(IP)报文，判断报文是否为分片报文中的首片报文是根据判断报文的分片标志和分片偏移量进行判断的。
所述的属性信息为首片报文的三层以外信息。
所述的根据需要记录分片报文中首片报文的属性信息及分片标识，包括：
(61)将首片报文的三层信息及三层以外信息与相应的访问控制规则进行匹配，判断该首片报文是否可以进行相应的访问，如可以进行相应的访问，执行步骤(62)，否则，执行步骤(63)；
(62)记录该首片报文的三层以外信息和分片标识；
(63)结束本次操作。
所述的三层信息包括：网络地址信息、协议类型信息；所述的三层以外信息包括：传输控制协议/用户数据报协议(TCP/UDP)端口号、互联网控制报文协议(ICMP)类型、代码。
所述的步骤(62)中记录的三层以外信息和分片标识采用散列树数据结构进行保存。
所述的以散列树数据结构保存三层以外信息和分片标识，包括：
(91)发生需要记录的首片报文的三层以外信息和分片标识；
(92)判断以散列树数据结构组建的状态信息表是否允许添加新的表项，如果允许，执行步骤(93)，否则，执行步骤(94)；
(93)将首片报文的三层以外信息和分片标识记录到状态信息表中；
(94)结束本次操作。
由上述技术方案可以看出，本发明可以记录下分片报文中的首片报文的三层以外信息或网络可访问性及分片标识，然后分片报文可以通过所记录的属性信息确定其网络可访问性。本发明解决了现有网络访问控制技术所存在无法保证对分片报文访问网络进行有效控制的缺点，实现了分片报文的网络访问控制也可以与普通报文或首片报文的网络访问控制一样，由访问控制列表中所记录的三层信息及三层以外信息的可访问性确定，从而更好地保证了网络的安全性。
附图说明
图1为包含有分片报文的IP报文结构示意图；
图2为分片报文的网络访问控制方法流程图；
图3为状态信息表的结构示意图。
具体实施方式
为了实现对网络访问的有效控制，通常采用在ACL中描述更多的报文特征信息的方式实现，目前针对IP报文设计的ACL中包含有报文的三层信息及三层以外信息，具体包含有源目的地址信息、协议类型以及三层以外信息，三层以外信息包括TCP/UDP端口号、ICMP类型、代码等信息。上述ACL可以很好地实现对不包含有分片报文的IP报文的网络访问控制，但对于部分较大的IP报文，在传输过程中往往包含分片报文，如图1所示，分片报文中只承载有报文的三层信息，没有承载报文的三层以外信息，因此无法利用ACL中的三层以外信息对分片报文进行网络访问控制。本发明所提供的技术方案可以有效利用ACL中的三层以外信息对分片报文进行网络访问控制。
本发明是针对网络访问控制中所应用的ACL中包含有三层以外信息的情况设计的，本发明采用记录首片报文三层以外信息的方法，以满足分片报文进行相应信息的ACL规则匹配。本发明的实现主要可以包括：判断分片报文是否首分片报文，如果是，则记录三层以外的信息；如果是后续分片报文，则以分片标识为检索关键字检索已经记录的属性信息，若检索到，则三层以外信息全部获得，执行普通报文的匹配操作便可实现对分片报文的网络访问进行控制。
为了提高效率和安全性，由于后续分片报文的匹配行为取决于首片分片报文的行为，对于后续分片来说，仅当其首片报文被允许的情况下，ACL中的包含三层以外匹配的规则对后续分片报文作用才有效，才有记录属性信息的必要；因此，当首片报文被ACL允许的时候，才记录该报文的三层以外信息，当首片被ACL规则项禁止的时候，不记录任何信息。另外，后续分片报文的网络可访问性同首片报文是一致的，我们也可以仅通过记录首片报文的网络可访问性信息确定分片报文的网络可访问性，以进一步提高分片报文网络访问控制的效率。
本发明所述的分片报文的网络访问控制方法的具体实现方式，参见图2，如下所述：
步骤1：接收包含有分片特性的IP报文；
步骤2：根据报文的分片标志和分片偏移量判断是否为分片报文中的首片报文，如果是，执行步骤3，否则，执行步骤5；
步骤3：将首片报文的三层信息及三层以外信息与相应的访问控制规则进行匹配，判断该首片报文是否可以进行相应的访问，如可以进行相应的访问，执行步骤4，否则，不做任何记录，执行步骤1；
步骤4：记录该首片报文的三层以外信息和分片标识，执行步骤1；
记录的三层以外信息和分片标识采用散列树数据结构进行保存，首先利用散列树数据结构组织建立状态信息表，参见图3；状态信息表中的每一个表项中记录了一个首分片报文的三层以外信息以或者ACL对其过滤行为(允许或者禁止)的信息，线性表存放分片报文的分片标识经过散列运算后的散列序号，相同散列序号的表项再组成一个双向链表；
然后，当发生需要记录的首片报文的三层以外信息和分片标识时，判断以散列树数据结构组建的状态信息表是否允许添加新的表项，如果允许，则将首片报文的三层以外信息和分片标识记录到状态信息表中，否则无法记录首片报文的三层以外信息及分片标识；
考虑额外风险，对状态信息表进行了保护，包括：限制最大允许记录项总数；限制在散列非均匀分布的情况下，对每个散列支中记录项的数目；提供记录项的时间老化功能，即当在非正常情况下，当记录项不能正常删除的时候，通过超时时间限制来删除，以提高对分片报文进行网络访问控制的可靠性；
步骤5：则该报文为后续分片报文，根据后续分片报文的分片标识查询是否存在与其分片标识对应的三层以外信息，如存在，执行步骤6，否则，执行步骤7；
步骤6：根据所记录的关于该后续分片报文的三层以外信息及后续分片报文所承载的三层信息，确定该后续分片报文的网络可访问性；
三层信息包括：网络地址信息、协议类型信息；三层以外信息包括：传输控制协议/用户数据报协议(TCP/UDP)端口号、互联网控制报文协议(ICMP)类型、代码；
确定后续分片报文的网络可访问性与确定普通报文的网络可访问性相同，将关于该后续分片报文的三层信息及三层以外信息与相应的ACL规则进行匹配，根据匹配的结果确定其网络可访问性；
步骤7：禁止该后续分片报文进行相应的访问。
上述具体实施方案中还可以将步骤3省去，即当确定该分片报文为首片报文后，直接记录该首片报文的三层以外信息及分片标识，与该首片报文对应的后续分片报文则可以根据所记录的相应的三层以外信息及分片标识确定其网络可访问性。
本发明所述的分片报文的网络访问控制方法还可以在确定了首片报文的可访问性后，仅将首片报文的可访问性信息及其分片标识记录下来，后续分片报文可以根据分片标识查询与其对应的首片报文的可访问性信息，以确定后续分片报文的网络可访问性；后续分片报文的网络可访问性与所查询到的，与其对应的首片报文的可访问性相同。这一实施方案只记录首片报文的网络可访问性信息和分片标识，减少了记录的信息量，同时也使后续分片报文无需再一次进行规则匹配，从而使分片报文的网络访问控制过程更为方便、快捷。

Claims (9)

1、一种分片报文的网络访问控制方法，包括：
(1)根据需要记录分片报文中首片报文的属性信息及分片标识；
(2)分片报文中的后续分片报文根据其分片标识，查询与该后续分片报文分片标识相同的首片报文的属性信息；
(3)根据上述查询结果确定该后续分片报文的网络可访问性。
2、根据权利要求1所述的分片报文的网络访问控制方法，其特征在于所述的步骤(1)包括：
(21)判断报文是否为分片报文中的首片报文，如果是，执行步骤(22)，否则，执行步骤(23)；
(22)根据需要记录该首片报文的属性信息及分片标识；
(23)结束本次判断过程。
3、根据权利要求1所述的分片报文的网络访问控制方法，其特征在于所述的属性信息为首片报文的网络可访问性信息。
4、根据权利要求2所述的分片报文的网络访问控制方法，其特征在于所述的报文为互联网协议IP报文，判断报文是否为分片报文中的首片报文是根据判断报文的分片标志和分片偏移量进行判断的。
5、根据权利要求4所述的分片报文的网络访问控制方法，其特征在于所述的属性信息为首片报文的三层以外信息。
6、根据权利要求5所述的分片报文的网络访问控制方法，其特征在于所述的根据需要记录分片报文中首片报文的属性信息及分片标识，包括：(61)将首片报文的三层信息及三层以外信息与相应的访问控制规则进行匹配，判断该首片报文是否可以进行相应的访问，如可以进行相应的访问，执行步骤(62)，否则，执行步骤(63)；
(62)记录该首片报文的三层以外信息和分片标识；
(63)结束本次操作。
7、根据权利要求6所述的分片报文的网络访问控制方法，其特征在于所述的三层信息包括：网络地址信息、协议类型信息；所述的三层以外信息包括：传输控制协议TCP/用户数据报协议UDP端口号、互联网控制报文协议ICMP类型、代码。
8、根据权利要求6所述的分片报文的网络访问控制方法，其特征在于：所述的步骤(62)中记录的三层以外信息和分片标识采用散列树数据结构进行保存。
9、根据权利要求8所述的分片报文的网络访问控制方法，其特征在于所述的以散列树数据结构保存三层以外信息和分片标识，包括：
(91)发生需要记录的首片报文的三层以外信息和分片标识；
(92)判断以散列树数据结构组建的状态信息表是否允许添加新的表项，如果允许，执行步骤(93)，否则，执行步骤(94)；
(93)将首片报文的三层以外信息和分片标识记录到状态信息表中；
(94)结束本次操作。
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