IP網(wǎng)QoS與安全性分析

2019-11-03 08:58:44

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

何寶宏

QoS問題分析

　　目前，業(yè)界普遍認(rèn)為：公用交換電話網(wǎng)（PSTN）和ATM網(wǎng)可以保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，而ip網(wǎng)絡(luò)無法保證服務(wù)質(zhì)量。因此，本節(jié)在進行IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量問題分析時，主要以PSTN和ATM技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)作比較。首先我們看一看PSTN網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

　　在PSTN中，網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)不分離，都是由運營商提供和控制的。用戶不能自行創(chuàng)建新業(yè)務(wù)，只能在運營商提供的業(yè)務(wù)類型中選擇，并且運營商目前提供的都是以話音業(yè)務(wù)模型為核心的基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，最大特點是具有固定的傳輸速率（如64kb/s）。

　　對于單個用戶，當(dāng)PSTN網(wǎng)絡(luò)收到用戶的呼叫請求時，在接續(xù)的過程中能夠判斷針對此次呼叫的端到端的網(wǎng)絡(luò)資源是否可用。如果可用，則允許用戶接入，否則拒絕。能夠做到這一點的前提是：PSTN網(wǎng)絡(luò)知道用戶的每次請求所要求的網(wǎng)絡(luò)資源都是64kb/s，因此可以很容易地確定用戶所請求的端到端的網(wǎng)絡(luò)資源是否可用。

　　對于全網(wǎng)而言，可以以每用戶每呼叫需要64kb/s資源為基礎(chǔ)，統(tǒng)計流量和流向，結(jié)合一百多年來的運營經(jīng)驗，進行合理的規(guī)劃和設(shè)計，在保證每用戶每呼叫服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高整個網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。

　　其次我們看一看ATM網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

　　ATM雖然具有支持流量工程、支持實時業(yè)務(wù)的可變比特率（rt－VBR）等功能，但目前最典型的用法是提供點到點（如PVC專線）和多點到多點（ATM網(wǎng)絡(luò)）的業(yè)務(wù)。另外，ATM目前所支持的高層業(yè)務(wù)幾乎全是IP （IP over ATM）。高層的IP會很明確地告訴低層的ATM，它需要多少網(wǎng)絡(luò)資源（比如155Mb/s、622Mb/s等），但IP卻不知道它的高層應(yīng)用（如WWW、E－mail）究竟需要多少資源?？梢赃@樣說，是IP替ATM背上了無法保證QoS的黑鍋。ATM的流量工程和rt－VBR功能使用得非常少，原因是很清楚的。

　　換一個角度來看ATM和IP?，F(xiàn)在幾乎所有的高層業(yè)務(wù)都是基于IP的，IP無法保證它的服務(wù)質(zhì)量，但使用ATM究竟行不行？如果把突發(fā)性的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)移植到ATM上，如WWW/E－mail/FTP/VoIP over ATM等，去掉中間的IP層，會出現(xiàn)什么情況？不難想象，ATM提供的服務(wù)質(zhì)量不會比IP更好，而ATM在其它方面的問題（如編址、可擴展性）可能會更嚴(yán)重。

　　下面我們探討一下IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

　　IP最初的設(shè)計就是為了承載多業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離，用戶接入和IP包的傳輸服務(wù)由ISP提供，內(nèi)容服務(wù)（如WWW、FTP、E－mail）由內(nèi)容提供商（ICP）提供。

　　對于單個用戶而言，如果要在IP網(wǎng)絡(luò)上保證用戶的QoS，存在很多困難，包括可能不清楚用戶使用的業(yè)務(wù)類型、不清楚該業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特征和流量模型、不同用法下的同一種業(yè)務(wù)的特征和流量模型很可能不同、用戶在一條接入鏈路上可能混合使用多種業(yè)務(wù)、不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使得端到端的可用資源情況很難判斷、同一個業(yè)務(wù)流中的不同數(shù)據(jù)包可能經(jīng)過不同的網(wǎng)絡(luò)路徑、與電話網(wǎng)的運營時間相比IP網(wǎng)絡(luò)的運營時間還非常短而且運維經(jīng)驗少，等等。

　　因為全網(wǎng)QoS的保證是以單個用戶的資源需求為基礎(chǔ)計算、規(guī)劃和設(shè)計的，因此如果單個用戶的QoS難以處理，網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化使用就無從談起，保證統(tǒng)計聚合后的全網(wǎng)QoS就更困難。

安全問題分析

　　業(yè)界目前普遍認(rèn)為，PSTN和ATM網(wǎng)是相對安全的，因此與上節(jié)相似，本節(jié)在進行IP網(wǎng)絡(luò)的安全問題分析時，主要以PSTN和ATM技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)作比較。

　　首先我們看一看PSTN網(wǎng)絡(luò)的安全性。

　　與IP網(wǎng)絡(luò)相比，PSTN網(wǎng)絡(luò)的安全性來自幾個方面：

　　PSTN的終端是傻瓜型的，智能位于運營商網(wǎng)絡(luò)中，用戶——網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）和網(wǎng)絡(luò)——網(wǎng)絡(luò)接口（NNI）分離。業(yè)務(wù)的提供和控制權(quán)都在運營商手里，運營商網(wǎng)絡(luò)只為自己能夠識別的業(yè)務(wù)提供服務(wù)。沒有運營商網(wǎng)絡(luò)的參與，用戶很難只在客戶端實施改造就產(chǎn)生一種新業(yè)務(wù)。運營商具有業(yè)務(wù)控制權(quán)，意味著運營商可以只提供那些他認(rèn)為是安全的業(yè)務(wù)。傻瓜型終端使得用戶很難進行一些要智能終端支持的安全攻擊，使得在IP網(wǎng)絡(luò)上常見的病毒、黑客等攻擊在PSTN上無從下手，安全性容易得到保證。

　　當(dāng)使用PSTN提供IP網(wǎng)絡(luò)的接入服務(wù)時，這時的PSTN是IP網(wǎng)絡(luò)的鏈路層（接入）技術(shù)，IP數(shù)據(jù)只是在PSTN上進行透傳，因此不可能利用PSTN接入IP的機會，從IP網(wǎng)絡(luò)攻擊PSTN網(wǎng)。

　　安全攻擊的成本較高。PSTN的收費模式和終端傻瓜型的特點等，使得客戶很難有效地發(fā)起大規(guī)模的攻擊（如分布式拒絕服務(wù)攻擊，DDOS），因為這樣做的成本很高。

　　客戶的可追查難度較低。PSTN網(wǎng)絡(luò)對所有的終端都有全球唯一的、公開的編號（E.164號碼），出現(xiàn)問題時容易追查攻擊者的位置。

　　其次我們看看ATM網(wǎng)絡(luò)的安全性。

　　與IP網(wǎng)絡(luò)相比，ATM網(wǎng)絡(luò)的安全性主要來自幾個方面：

　　沒有直接使用ATM的終端業(yè)務(wù)，ATM網(wǎng)絡(luò)不直接面向用戶，使得客戶不可能發(fā)出ATM網(wǎng)絡(luò)能夠識別或要識別的ATM信令或數(shù)據(jù)。

　　ATM的UNI與NNI是分開的。網(wǎng)絡(luò)與用戶（IP用戶或話音用戶）之間的關(guān)系是為用戶提供信息的透傳功能，ATM的信令、數(shù)據(jù)和設(shè)備對用戶不可見，用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不可能攻擊ATM網(wǎng)絡(luò)；而網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的安全性是靠運營商之間的信任關(guān)系來保證的。

　　ATM提供給用戶的是一個邏輯專網(wǎng)，是一個內(nèi)部專網(wǎng)。用戶始終只能在自己的網(wǎng)絡(luò)中通信，只可能攻擊自己的網(wǎng)絡(luò)或自己網(wǎng)絡(luò)中的用戶，攻擊目標(biāo)有限，而且即使發(fā)生攻擊，也很容易追查。

　　最后我們再看一看IP的安全性。

　　與SDH、ATM、X.25等安全網(wǎng)絡(luò)相比，IP網(wǎng)絡(luò)不安全的主要原因在于：

　　IP網(wǎng)絡(luò)沒有用戶——網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）和網(wǎng)絡(luò)——網(wǎng)絡(luò)接口（NNI）的區(qū)別，在IP層面是相互可見的。運營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、協(xié)議甚至拓?fù)鋵τ脩羰强梢姷?，用戶?cè)產(chǎn)生的IP信息既可能在用戶側(cè)終結(jié)，也可能在網(wǎng)絡(luò)中終結(jié)，這就使得用戶側(cè)有機會與運營商網(wǎng)絡(luò)交換非法路由信息，也可能攻擊運營商網(wǎng)絡(luò)的路由器和接入服務(wù)器等三層或三層以上的設(shè)備。另外，位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)和應(yīng)用一般都使用TCP/UDP/IP技術(shù)，用戶之間在IP層和應(yīng)用層都相互可見。這為互聯(lián)互通、降低成本等帶來了很大的方便，但同時也為用戶之間的相互攻擊對方的網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用和業(yè)務(wù)提供了方便。

　　終端的智能性和業(yè)務(wù)的多樣性，增加了識別和防范安全攻擊的難度。多種業(yè)務(wù)綜合承載在同一個網(wǎng)絡(luò)上，沒有建立用戶間的信任關(guān)系，導(dǎo)致惡意用戶很容易對別的用戶發(fā)起攻擊；被攻擊的用戶難以區(qū)分哪些是合法的用戶訪問請求，哪些是惡意攻擊。

　　IP技術(shù)發(fā)展很快，協(xié)議設(shè)計和軟件實現(xiàn)中的很多缺陷或BUG在大規(guī)模部署使用前來不及測試和排除。如TCP/IP協(xié)議族實現(xiàn)方面，尤其是微軟操作系統(tǒng)存在的安全漏洞。

　　此外，IP技術(shù)的寬帶化等方便了大規(guī)模攻擊的實施，如分布式拒絕服務(wù)攻擊；IP的計費模式導(dǎo)致攻擊成本很低；IP用戶的身份難以確定，以致很難跟蹤攻擊者。

摘自　泰爾網(wǎng)

上一篇：芻議IPv6的安全問題

下一篇：移動IPv6及其在3G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用