跳至主要内容

【转】网络安全设备Bypass功能介绍及分析

网络安全平台厂商往往需要用到一项比较特殊的技术,那就是Bypass,那么到底什么是Bypass呢,Bypass设备又是如何来实现的?下面我就对Bypass技术做一下简单的介绍和说明。

一、 什么是Bypass。
  大家知道,网络安全设备一般都是应用在两个或更多的网络之间,比如内网和外网之间,网络安全设备内的应用程序会对通过他的网络封包来进行分析,以判断是否有威胁存在,处理完后再按照一定的路由规则将封包转发出去,而如果这台网络安全设备出现了故障,比如断电或死机后,那连接这台设备上所以网段也就彼此失去联系了,这个时候如果要求各个网络彼此还需要处于连通状态,那么就必须Bypass出面了。

  Bypas顾名思义,就是旁路功能,也就是说可以通过特定的触发状态(断电或死机)让两个网络不通过网络安全设备的系统,而直接物理上导通。所以有了Bypass后,当网络安全设备故障以后,还可以让连接在这台设备上的网络相互导通,当然这个时候这台网络设备也就不会再对网络中的封包做处理了。

  下面一个图示说明了Bypass的方式。左边是正常状态下,两个网络的封包都经过应用软件处理后再传播。右边是设备处于Bypass后,设备的应用程序已经不再对网络封包处理了。


 
二、 Bypass分类即应用方式:

  Bypass一般按照控制方式或者称为触发方式来分,可以分为以下几个方式

  1、 通过电源触发。这种方式下,一般是在设备没有通电的情况下,Bypass功能打开,如果设备一旦通电后,Bypass立即调整为关闭状态。
  2、 由GPIO来控制。在进入OS后,可以通过GPIO来对特定的端口操作,从而实现对Bypass开关的控制。
  3、 由Watchdog来控制。这种情况实际是对方式2的一种延伸应用,可以通过Watchdog来控制GPIO Bypass程序的启用与关闭,从而实现对Bypass状态的控制。使用这种方式后,平台如果死机就可以由Watchdog来打开Bypass。
在实际的应用中,这3种状态往往是同时存在的,尤其是1和2两种方式。

  下图是研华FWA-3140系列的Bypass状态说明,大家可以参考一下。


  
  在实际的应用中,这3种状态往往是同时存在的,尤其是1和2两种方式。一般的应用方法为:在断电的情况下,设备处于Bypass打开状态,然后设备上电后,由于BIOS可以对Bypass作操作,所以在BIOS接管设备后,Bypass仍然处于打开状态,然后OS启动,当OS启动后,一般会执行GPIO的Bypass程序,将Bypass关闭,这样可以应用程序就可以发挥作用了。也就是说在整个启动过程中,几乎不会造成网络的断开。只有在设备刚刚上电到BIOS接管这短短的2-3秒钟的时间会使网络断开。关于更具体的应用,大家可以参考一下下面这篇文章,这篇文章是以研华FWA-3140为例,做的一个应用,地址为:http://www.panabit.com/document/panabit_bypass.html

三、 Bypass实现的原理分析

  上面简单说明了一下Bypass的控制方式,下面针对Bypass工作原理作一下简要的说明,主要从硬件和软件两个层面来分析。以研华的FWA-3140系列产品为研究对象

  1、 硬件层面。
  在硬件层面上,要实现Bypass,主要使用的就是继电器。这些继电器主要连接两个Bypass网口的各个网口信号线上,下图以其中一根信号线来说明继电器在其中的工作方式。以电源触发为例,当断电的情况下,继电器内的开关将会跳拨到1的状态,即将LAN 1 的RJ45接口上的Rx直接和LAN2 的RJ45 Tx 导通,而当设备上电以后,开关就会导通到2上,这样如果要使LAN1和LAN2 上的网络间通讯,就需要通过这台设备上的应用程序来实现了。 



  2、 软件层面。
  之前在Bypass的分类中谈到了GPIO和Watchdog两种方式来控制、触发Bypass,实际上这两种方式都是对GPIO作操作,然后由GPIO来控制硬件上的继电器作相应的跳转。具体一点,就是相应的GPIO如果被置成高电平,那么继电器就相应的跳转到位置1,相反如果GPIO杯置成了低电平,则继电器就跳转到位置2。以研华FWA-3140为例,下图说明了FWA-3140的GPIO所控制的方式。
  


  以上图为例,如果对GPIO27 的Bit3 写入"0"或"1",就可以对LAN 1/2 所组成的Bypass进行开关的控制,同理如果操作对象为GPIO 28 ,则可以实现对LAN3/4 Bypass的控制。
在DOS下可以用如下的Debug程序来才测试Bypass的控制方法和状态。


  有了上面的实例,就可以完全实现由软件来控制Bypass的状态了。

    另外对于Watchdog Bypass,实际上是在上面的GPIO控制的基础上,增加Watchdog控制Bypass。首先系统激活Watchdog功能,传统上,当Watchdog生效后,系统会Reset ,但如果你使用了Watchdog Bypass功能,则在Watchdog生效后,系统不会Reset,而是将相对应的网口Bypass打开,使设备呈现为Bypass状态。实际是这种Bypass,也是通过GPIO来控制Bypass的,只不过这种情况下,向GPIO写入低电平的工作由Watchdog来执行,不需要另外编程来写GPIO。值得注意的事,如果你使用了Watchdog Bypass,则Watchdog将不能再实现让系统Reset了。以研华FWA-3140为例,FWA-3140在主板上,会有一个3PIN的跳线,如果跳成1-2则Watchdog实现传统的Reset动作,如果将跳线设定为2-3,那么就会选择到Watchdog Bypass功能,这种情况下如果Watchdog生效后,系统就会打开Bypass功能。

评论

此博客中的热门博文

【转】cs8900网卡的移植至基于linux2.6内核的s3c2410平台

cs8900网卡的移植至基于linux2.6内核的s3c2410平台(转) 2008-03-11 20:58 硬件环境:SBC-2410X开发板(CPU:S3C2410X) 内核版本:2.6.11.1 运行环境:Debian2.6.8 交叉编译环境:gcc-3.3.4-glibc-2.3.3 第一部分 网卡CS8900A驱动程序的移植 一、从网上将Linux内核源代码下载到本机上,并将其解压: #tar jxf linux-2.6.11.1.tar.bz2 二、打开内核顶层目录中的Makefile文件,这个文件中需要修改的内容包括以下两个方面。 (1)指定目标平台。 移植前:         ARCH?= $(SUBARCH) 移植后: ARCH            :=arm (2)指定交叉编译器。 移植前: CROSS_COMPILE ?= 移植后: CROSS_COMPILE   :=/opt/crosstool/arm-s3c2410-linux-gnu/gcc-3.3.4-glibc-2.3.3/bin/arm-s3c2410-linux-gnu- 注:这里假设编译器就放在本机的那个目录下。 三、添加驱动程序源代码,这涉及到以下几个方面。(1)、从网上下载了cs8900.c和cs8900.h两个针对2.6.7的内核的驱动程序源代码,将其放在drivers/net/arm/目录下面。 #cp cs8900.c ./drivers/net/arm/ #cp cs8900.h ./drivers/net/arm/ 并在cs8900_probe()函数中,memset (&priv,0,sizeof (cs8900_t));函数之后添加如下两条语句: __raw_writel(0x2211d110,S3C2410_BWSCON); __raw_writel(0x1f7c,S3C2410_BANKCON3); 注:其原因在"第二部分"解释。 (2)、修改drivers/net/arm/目录下的Kconfig文件,在最后添加如...

【转】嵌入式开发中使用DDD进行调试

 在嵌入式程序开发过程中,程序员要进行大量的调试,以此验证程序的正确性,修改潜在的错误。调试器对于程序员来说是不可或缺的必备工具。在Linux环境中,有很多调试工具和调试辅助工具,例如GDB、XXGDB、RHIDE、XWPE、GVD和DDD等。其中,DDD是命令行调试器的图形前端,除了一般的程序调试功能以外,还具有交互式图形数据显示的功能。它在嵌入式应用开发中也十分出色。本文主要讲述DDD(Data Display Debugger)的使用方法。      1.认识DDD     GNU DDD是命令行调试程序,如GDB、DBX、WDB、Ladebug、JDB、XDB、Perl Debugger或Python Debugger的可视化图形前端。它特有的图形数据显示功能(Graphical Data Display)可以把数据结构按照图形的方式显示出来。DDD最初源于1990年Andreas Zeller编写的VSL结构化语言,后来经过一些程序员的努力,演化成今天的模样。DDD的功能非常强大,可以调试用C\C++、Ada、 Fortran、Pascal、Modula-2和Modula-3编写的程序;可以超文本方式浏览源代码;能够进行断点设置、回溯调试和历史纪录编辑;具有程序在终端运行的仿真窗口,并在远程主机上进行调试的能力;图形数据显示功能(Graphical Data Display)是创建该调试器的初衷之一,能够显示各种数据结构之间的关系,并将数据结构以图形化形式显示;具有GDB/DBX/XDB的命令行界面,包括完全的文本编辑、历史纪录、搜寻引擎。     DDD是开源软件,用户可以去 http://www.cs.tubs.de/softech/ddd/ 下载.rpm格式的DDD源码文件。      图1显示的是DDD的主窗口。它主要由选单栏、工具条、数据窗口、源文件窗口、机器码窗口、控制台和命令工具窗口等几部分组成。其中,数据窗口用于观察复杂的数据结构,在删除数据之后,显示仍然有效;源文件窗口显示源代码、断点和当前执行到达的位置,选择该窗口中的"Display"项,可以显示任意表达式的值;机...

【转】函数指针和指针函数

【函数指针】        在程序运行中,函数代码是程序的算法指令部分,它们和数组一样也占用存储空间,都有相应的地址。可以使用指针变量指向数组的首地址,也可以使用指针变量指向函数代码的首地址,指向函数代码首地址的指针变量称为函数指针。 1.函数指针定义 函数类型 (*指针变量名)(形参列表); "函数类型"说明函数的返回类型,由于"()"的优先级高于"*",所以指针变量名外的括号必不可少,后面的"形参列表"表示指针变量指向的函数所带的参数列表。 例如: int (*f)(int x); double (*ptr)(double x); 在定义函数指针时请注意:     函数指针和它指向的函数的参数个数和类型都应该是―致的; 函数指针的类型和函数的返回值类型也必须是一致的。 2.函数指针的赋值 函数名和数组名一样代表了函数代码的首地址,因此在赋值时,直接将函数指针指向函数名就行了。 例如, int func(int x);   /* 声明一个函数 */ int (*f) (int x);    /* 声明一个函数指针 */ f=func;            /* 将func函数的首地址赋给指针f */ 赋值时函数func不带括号,也不带参数,由于func代表函数的首地址,因此经过赋值以后,指针f就指向函数func(x)的代码的首地址。 3.通过函数指针调用函数 函数指针是通过函数名及有关参数进行调用的。 与其他指针变量相类似,如果指针变量pi是指向某整型变量i的指针,则*p等于它所指的变量i;如果pf是指向某浮点型变量f的指针,则*pf就等价于它所指的变量f。同样地,*f是指向函数func(x)的指针,则*f就代表它所指向的函数func。所以在执行了f=func;之后,(*f)和func代表同一函数。 由于函数指针指向存储区中的某个函数,因此可以通过函数指针调用相应的函数。现在我们就讨论如何用函数指针调用函数,它应执行下面三步: 首先,要说明函数指针变量。 例如:int (*f)...