فایروال فیلترینگ بسته چیست؟ چه کاربردها و مزایایی دارد؟

داشتن امنیت شبکه می‌تواند عملکرد سیستم‌ها را بهبود ببخشد، از داده‌های ارزشمند محافظت کرده و فرآیندها را به خوبی اجرا کند. یکی از عملکردهای مهم فایروال فیلترینگ بسته ، کنترل و نظارت بر داده‌های شبکه برای اطمینان از صحت و انطباق آن است.

هنگام تصمیم‌گیری در مورد استفاده از این تکنیک، شناخت گزینه‌های مختلف به همراه جوانب مثبت و منفی آن‌ها بسیار مهم است. در این مقاله، فایروال‌ های فیلترینگ بسته را تعریف می‌کنیم، انواع متداول آن‌ها را بیان می‌کنیم، برخی از مزایای و معایب آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

فایروال فیلترینگ بسته چیست؟

فایروال فیلترینگ بسته یک ویژگی امنیتی شبکه است که جریان داده‌های ورودی و خروجی شبکه را کنترل می‌کند. فایروال هر بسته‌ای که شامل داده‌های کاربر و اطلاعات کنترلی است را بررسی کرده و آن‌ها را طبق مجموعه‌ای از قوانین از پیش تعیین‌شده آزمایش می‌کند.

اگر بسته آزمایش را با موفقیت سپری کند، فایروال به بسته اجازه دسترسی به مقصد را می‌دهد و بسته‌هایی که در آزمایش قبول نشده‌اند را رد می‌کند. فایروال‌ها بسته‌ها را با بررسی مجموعه‌ای از قوانین، پروتکل‌ها، پورت‌ها و آدرس‌های مقصد آزمایش می‌کنند.

در شبکه‌های سیستمی، بسته‌ها واحدهای فرمت‌بندی شده‌ای از داده‌ها هستند که بر روی شبکه‌های بسته‌ی سوئیچ شده، حمل می‌شوند. این شبکه‌ها می‌توانند خطاپذیر باشند، زیرا پیام‌ها را به قطعات یا بسته‌های کوچکی تقسیم و آنها را به طور جداگانه در سراسر شبکه ارسال می‌کنند.

هنگامی که بسته‌ها از فایروال عبور می‌کنند و به مقصد می‌رسند، مرتب می‌شوند تا اطلاعات خود را به درستی نمایش دهند. انجام صحیح سوئیچینگ بسته، ظرفیت کانال شبکه‌ها را بهینه می‌کند، تأخیر انتقال را به حداقل می‌رساند و کارایی ارتباطات را افزایش می‌دهد.

بسته‌ها شامل دو جزء مهم هستند:

• Header ها (سرآیند): headerهای بسته، داده‌ها را به مقصد مورد نظر هدایت می‌کنند. آنها حاوی بخش‌هایی از IP، آدرس‌دهی و سایر داده‌های مورد نیاز برای رساندن بسته‌ها به مقصد هستند.
• Payload ها (پی آیند): payload داده کاربر درون بسته است. که شامل اطلاعاتی است که باید به مقصد برسد.

انواع فیلترینگ بسته

چهار نوع اصلی فیلترینگ بسته وجود دارد:

1. فایروال فیلترینگ بسته ایستا

فایروال فیلترینگ بسته ایستا از شما می‌خواهد که قوانین فایروال را به صورت دستی ایجاد کنید. به طور مثال، اتصالات شبکه داخلی و خارجی، باز یا بسته باقی می‌مانند، مگر اینکه توسط مدیر تنظیم شوند.

این فایروال به کاربران امکان تعریف قوانین و مدیریت پورت‌ها، لیست‌های کنترل دسترسی (ACL) و آدرس‌های IP را می‌دهند. آنها معمولا ساده و کاربردی بوده و انتخاب مناسبی برای برنامه‌های کوچک‌تر یا کاربران بدون داشتن شرط‌های زیاد هستند.

2. فایروال فیلترینگ بسته پویا

فایروال‌های پویا به کاربران اجازه می‌دهند قوانین را به صورت پویا تنظیم کنند تا در صورت نیاز شرایط خاصی را لحاظ کنند. کاربر می‌تواند پورت‌ها را طوری تنظیم کند که در بازه‌های زمانی مشخصی باز بمانند و بعد از آن به‌طور خودکار بسته شوند.

فایروال‌های فیلترینگ بسته پویا، انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به فایروال‌های ایستا دارند، زیرا می‌توان پارامترهای قابل تنظیم را تعیین کرده و فرآیندهای خاصی را خودکار کرد.

3. فایروال فیلترینگ بسته stateless

فایروال‌های فیلترینگ بسته Stateless ، شاید قدیمی‌ترین و شناخته شده‌ترین نوع فایروال باشند. با وجودی که امروزه کمتر متداول هستند، هنوز هم برای کاربران اینترنت خانگی یا ارائه دهندگان خدماتی که تجهیزات کم مصرف customer-premises (CPE) را توزیع می‌کنند، کاربرد دارند.

آنها از کاربران در برابر بدافزارها، ترافیک غیر اختصاصی برنامه و برنامه‌های مضر محافظت می‌کنند. مثلا اگر سرورهای میزبان کاربران برای بازی‌های ویدیویی چند نفره، ایمیل یا ویدیوهای پخش زنده، بخواهند از سیاست‌های امنیتی پیش فرض منحرف شوند، معمولا باید فایروال‌ها را به صورت دستی برای انجام این کار پیکربندی کنند.

پیکربندی دستی، اجازه پورت‌ها و برنامه‌های مختلف را از طریق فیلترینگ بسته می‌دهد.

4. فایروال فیلترینگ بسته Stateful

برخلاف امکانات فیلترینگ بسته Stateless، فایروال‌های Stateful از افزونه‌های مدرن برای ردیابی اتصالات فعال مانند جریان‌های پروتکل کنترل انتقال (TCP) و پروتکل دیتاگرام کاربر (UDP) استفاده می‌کنند.

با شناسایی ترافیک ورودی و زمینه بسته‌های داده، فایروال‌های Stateful بهتر می‌توانند تفاوت بین ترافیک یا بسته‌های قانونی و مخرب را شناسایی کنند. به طور معمول، اتصالات جدید باید قبل از دسترسی به لیست تایید شده اتصالات مجاز، خود را به فایروال معرفی کنند.

مزایای فایروال‌های فیلترینگ بسته

استفاده از فایروال‌های فیلترینگ بسته مزایای زیادی دارد از جمله:

– بهره‌وری

یکی از مزایای اصلی فایروال های فیلترینگ بسته، کارایی آنهاست. روترها معمولاً با سرعت بالا کار می‌کنند و بسته‌ها را به سرعت بر اساس مقصد، پورت‌های مبدا و آدرس آنها می‌پذیرند و رد می‌کنند.

بسته‌های ورودی و خروجی اغلب فقط برای چند میلی ثانیه نگهداری می‌شوند درحالی‌که فیلتر، مقصد و قانونی بودن آن را تعیین می‌کند. اکثر تکنیک‌های فایروال، دارای سربار عملکردی هستند که از فایروال های فیلترینگ بسته فراتر می‌رود.

– شفافیت

مزیت دیگر شفافیت است. با وجودی که کاربران هنگام رد کردن یک بسته از فایروال‌ها آگاه هستند، فیلترهای بسته معمولاً به سرعت، با احتیاط و بدون تداخل در عملکرد کاربر، عمل می‌کنند.

برخی از تکنیک‌های دیگر به کاربران نیاز دارند تا فایروال‌ها را برای کلاینت‌ها یا سرورهای خاص به صورت دستی پیکربندی کنند. به این ترتیب، فایروال‌های فیلترینگ بسته user-friendly هستند و به راحتی ادغام می‌شوند.

– مقرون‌به‌صرفه

بسیاری از روترها فیلترینگ بسته‌های داخلی را ارائه می‌دهند. تجهیزات مسیریابی نرم افزاری و سایر سخت افزارهای پرکاربرد، گزینه‌های امنیتی ارزان و مقرون به صرفه‌ای را ارائه می‌دهند.

بسیاری از وب سایت‌ها، تکنیک‌های فیلترینگ بسته در روترهای خود را نیز استفاده می‌کنند. استفاده فراگیر فایروال‌های فیلترینگ بسته، آنها را به یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه‌های امنیتی تبدیل می‌کند.

– قابلیت دسترسی

علاوه بر مقرون‌به‌صرفه بودن، سهولت استفاده از فیلترینگ بسته آن را به گزینه‌ای جذاب تبدیل می‌کند. با استفاده از این تکنیک امنیتی، می‌توانید از کل شبکه با یک روتر screening محافظت کنید.

کاربران برای کار با فایروال ها به دانش، آموزش یا پشتیبانی گسترده‌ای نیاز ندارند زیرا از انتقال بسته آگاه نخواهند شد مگر اینکه بسته مردود شود.

معایب فایروال‌های فیلترینگ بسته

چندین اشکال بالقوه در فیلترینگ بسته وجود دارد که باید از آنها آگاه بود، از جمله:

– کاهش امنیت

یکی از اشکالات احتمالی فایروال های فیلترینگ بسته، کاهش امنیت آنها است. از آنجایی که هکرها بسیار زیاد و در دسترس هستند، از قوانین سوء استفاده کرده و به سیستم‌ها حمله می‌کنند.

فایروال های فیلترینگ بسته Statless می‌توانند آسیب‌پذیر باشند زیرا هر بسته را به تنهایی آزمایش می‌کنند و فرصت‌های بیشتری برای هک ایجاد می‌کنند.

هکرها می‌توانند از آدرس‌های IP جعلی در بسته‌ها برای نفوذ به شبکه‌ها استفاده کنند، زیرا اکثر فیلترهای بسته، ایمنی را در برابر جعل آدرس فراهم نمی‌کنند. با این حال، فایروال‌های stateful برخی از این خطرات را رفع می‌کنند. هر چند امینت برای برخی از برنامه‌ها، اولویت یا دغدغه اصلی نیست.

– انعطاف ناپذیری

یکی دیگر از اشکالات احتمالی فایروال های فیلترینگ بسته انعطاف ناپذیری آنهاست. این تکنیک از احراز هویت آدرس IP و شماره پورت‌ها به جای سرنخ‌های مفهومی برای شناسایی و محدود کردن بسته‌ها استفاده می‌کند.

بسیاری از برنامه‌ها بسته‌های فیلتر شده قبلی یا تهاجمات گذشته را به خاطر نمی آورند، به این معنی که یاد نمی‌گیرند و بهبود نمی‌یابند. در جایی که کاربران به صورت دستی قوانین را پیکربندی می‌کنند، دقت بیشتر برای ایجاد دستورالعمل‌هایی که عملکرد دلخواه را اعمال می‌کنند، می‌تواند از بروز بسیاری از مشکلات جلوگیری کند.

– کاربرد ناسازگار

در کاربردهای گسترده، الزامات قابل پیش‌بینی و استاندارد شده فیلترهای بسته می‌تواند یک مزیت باشد. برای برنامه‌های خاص‌تر که نیاز به امنیت یا عملکرد بالا دارند، باید امکانات پیشرفته‌تری را بکار گرفت.

فایروال‌های فیلترینگ بسته بهترین گزینه برای همه شبکه‌ها نیستند. پیاده‌سازی فایروال‌ها با فیلترهای مورد نظر، همانند پیکربندی ACL، می‌تواند زمان‌بر باشد. هنگام تصمیم گیری در مورد گزینه امنیتی که بهترین کارایی را برای شما دارد، حتماً مشخصات و نیازهای دقیق خود را بررسی کنید.