網(wǎng)絡融合 安全為先
運營商應對電信網(wǎng)絡IP化的安全策略
中國電信股份公司廣州研究院 金華敏 沈軍 2007/01/29
隨著軟交換網(wǎng)絡的逐步投入商用以及第三代移動通信網(wǎng)絡（3G）全IP承載技術的日益成熟，加之此前以IP網(wǎng)絡技術為基礎構建的互聯(lián)網(wǎng)絡在全球范圍的飛速發(fā)展，電信網(wǎng)絡的IP化趨勢已經(jīng)不可逆轉。電信網(wǎng)絡IP化在給電信運營商帶來業(yè)務多樣化、業(yè)務控制能力加強、網(wǎng)絡建設成本降低等諸多好處的同時，IP網(wǎng)絡所固有的安全問題始終是電信網(wǎng)絡IP化中揮之不去的陰影。網(wǎng)絡安全，已經(jīng)成為電信網(wǎng)絡IP化過程中運營商必須解決的重要問題之一。
目前不少電信運營商在考慮軟交換、3G等業(yè)務的承載時，往往一開始就將眼光投向目前已經(jīng)建成并正在運營的公眾互聯(lián)網(wǎng)絡，這種想法一旦付諸實施將給電信業(yè)務的開展留下巨大的安全隱患。現(xiàn)有的公眾互聯(lián)網(wǎng)絡為了迎合互聯(lián)網(wǎng)絡開放性和端到端透明的需要，業(yè)務流、信令和控制流、網(wǎng)絡和業(yè)務管理流在同一網(wǎng)絡空間承載，導致電信運營商的網(wǎng)元設備、業(yè)務系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等對用戶可見，這就給惡意用戶對這些設備和系統(tǒng)的攻擊創(chuàng)造了條件，一旦攻擊成功將可能影響某一電信業(yè)務甚至一系列電信業(yè)務的提供。同時，公眾互聯(lián)網(wǎng)絡上頻發(fā)的大規(guī)模異常攻擊流量以及垃圾郵件、虛假地址流量等垃圾流量，都在大量擠占網(wǎng)絡帶寬，將直接影響語音等電信業(yè)務的服務質(zhì)量。鑒于上述種種安全風險，運營商需從平面分離控制及帶寬管理等方面著手，建設一張安全的電信IP承載網(wǎng)絡，以滿足電信網(wǎng)絡IP化的要求。
網(wǎng)絡平面的邏輯分離
首先，應在目前IP網(wǎng)絡架構下實現(xiàn)各電信業(yè)務的業(yè)務平面、控制平面、管理平面的邏輯分離，其中互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務平面主要承載互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務流，互聯(lián)網(wǎng)控制平面承載IP路由控制信息，互聯(lián)網(wǎng)管理平面承載互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的認證、計費、網(wǎng)管信息；軟交換業(yè)務平面主要承載語音流、媒體流，軟交換控制平面承載信令流，軟交換管理平面承載相應的認證、計費信息等。通過平面的邏輯分離，一方面使電信運營商的關鍵業(yè)務系統(tǒng)和管理系統(tǒng)對用戶不再直接可見，有效避免惡意用戶對這些設備和系統(tǒng)的攻擊；另一方面可限制安全問題的影響范圍，即某個電信業(yè)務存在的安全問題不會擴散影響至其它電信業(yè)務，例如互聯(lián)網(wǎng)用戶將無法直接攻擊軟交換、3G等業(yè)務。
不同平面的邏輯分離可通過以MPLSVPN為主，VLAN、專線接入為輔的方式實現(xiàn)。考慮具體實施難度，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務平面和互聯(lián)網(wǎng)控制平面可直接承載在IP網(wǎng)絡上，互聯(lián)網(wǎng)管理平面、軟交換業(yè)務平面、軟交換控制平面、軟交換管理平面等分別承載于不同的MPLSVPN中。核心設備，如TG、SG、SS等，可用光纖/SDH/MSTP等方式通過就近的PE接入相應的VPN。大客戶終端可通過獨立專線或原有專線中新增的邏輯通道接入VPN。對于公眾散戶終端，可為其互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務流量和軟交換業(yè)務流量等分配不同的VLANID，進而將不同的流量引到相應的VPN。
平面內(nèi)的安全保護
其次，在對各平面邏輯隔離形成不同的安全區(qū)域后，應該根據(jù)各域的特點輔以相應的安全保護和控制措施。
業(yè)務平面實現(xiàn)用戶終端接入，因此該平面防護的主要目標是加強用戶認證，防止非授權用戶接入網(wǎng)絡，譬如在軟交換業(yè)務邊緣接入控制設備BAC上設置訪問控制列表，對未注冊用戶發(fā)送的信息進行丟棄等。同時需要加強業(yè)務和網(wǎng)絡資源使用的控制能力，避免部分用戶產(chǎn)生的大量垃圾流量影響正常用戶的網(wǎng)絡使用，例如對于用戶私自架設SMTP郵件服務器濫發(fā)垃圾郵件的行為，可通過在用戶的接入點設置過濾規(guī)則來進行全網(wǎng)邊緣化控制，防范垃圾郵件流量穿透至大網(wǎng)。
控制平面承載了信令流和IP路由信息等，保障控制平面的安全是其它平面能夠正常工作的基礎。控制平面防護主要應加強網(wǎng)元設備之間的信令和路由控制信息的認證及控制，避免受到虛假信令和路由信息的干擾。以互聯(lián)網(wǎng)控制平面防護為例，應選用具有鄰居認證的網(wǎng)絡路由協(xié)議，并在實際使用中啟用路由認證機制，以確保系統(tǒng)接受的所有路由更新都來自正確的鄰居；同時需要加強路由的保密性，盡量避免對外部自治系統(tǒng)宣告關鍵系統(tǒng)的地址空間，實施路由保護。
管理平面的防護目標是保護各網(wǎng)元設備和系統(tǒng)的安全性，減少其受到網(wǎng)絡攻擊或被入侵的可能性。具體防護措施可包括：加強網(wǎng)元設備和系統(tǒng)的安全配置，關閉可能會給系統(tǒng)帶來安全風險的網(wǎng)絡服務；實施對設備和系統(tǒng)的訪問控制，限制遠程訪問的終端地址范圍，并對遠程訪問通信進行安全加密；構建統(tǒng)一認證鑒權系統(tǒng)，加強設備和應用的身份認證和授權；加強網(wǎng)絡管理和業(yè)務終端的終端安全管理。
平面間的訪問控制
再次，在互聯(lián)網(wǎng)絡/軟交換/3G不同業(yè)務之間或同一業(yè)務不同平面之間，由于業(yè)務要求需要進行信息交互時，為保證網(wǎng)絡的安全性，應盡量僅實現(xiàn)在應用層的有限互聯(lián)，避免在網(wǎng)絡層的直接互聯(lián)，并輔以相應的訪問控制策略。訪問控制策略的設置應遵循最小化原則，即平面間只開放所需的最小互訪權限；要嚴格限制互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務平面等低安全級別平面到其它高安全級別平面的訪問，防止互聯(lián)網(wǎng)攻擊者借此互訪通道入侵軟交換/3G等關鍵業(yè)務系統(tǒng)。以軟交換為例，部分的軟交換業(yè)務平臺有著接收來自互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務定制或配置的需求，需要將來自互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務信息傳入軟交換業(yè)務平臺，在這種情況下，為避免平臺直接與互聯(lián)網(wǎng)相連所帶來的風險，可將兩者之間的訪問規(guī)則設置為只允許該業(yè)務平臺到互聯(lián)網(wǎng)的應用層連接，由業(yè)務平臺定期讀取互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務定制請求。
啟用帶寬管理機制
最后，在同一物理網(wǎng)絡承載互聯(lián)網(wǎng)絡/軟交換/3G等不同業(yè)務的情況下，需要實施不同業(yè)務之間以及同一業(yè)務不同流量平面的帶寬管理機制，避免某一業(yè)務、某一平面發(fā)生的大規(guī)模異常流量等安全問題給其他業(yè)務和平面造成影響。考慮流量的QoS等級劃分，管理和控制信息安全是保障業(yè)務正常運作的關鍵，因此管理平面和控制平面應賦予比業(yè)務平面更高的QoS等級；在不同業(yè)務平面之間，軟交換、3G承載了語音等實時性要求較高的業(yè)務，因此軟交換和3G等業(yè)務應賦予比互聯(lián)業(yè)務更高的QoS等級。
QoS可采用DiffServ模型實現(xiàn)對流量的分類、標記、隊列調(diào)度和擁塞管理。接入層面可通過專線或CoS區(qū)分機制來實現(xiàn)分類和標記，例如對SS、TG等核心系統(tǒng)以及大客戶終端等，可使用專線方式完成不同業(yè)務的分類和標記。在隊列調(diào)度和擁塞管理方面，針對時延敏感的語音流、關鍵的信令流，應考慮通過優(yōu)先級隊列策略保證其帶寬資源，而對于其他流量可采用加權公平隊列策略（WFQ）。這樣一方面使重要的業(yè)務流和控制流有良好的帶寬保證，另一方面也可以使其他流量得到公平的帶寬保證。在通過隊列管理各個業(yè)務流量的同時，可輔以帶寬限制手段，對DDOS流量加以壓制，降低其對正常業(yè)務流的影響。
綜上所述，隨著電信網(wǎng)絡IP化后NGN、3G承載逐步轉向IP網(wǎng)絡，作為業(yè)務承載核心的電信IP網(wǎng)絡，必須對網(wǎng)絡安全問題進行周密的考慮，只要在網(wǎng)絡改造或網(wǎng)絡設計和實施上充分考慮以上的各點要求，真正實現(xiàn)電信網(wǎng)絡安全將不再遙不可及。
中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)
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