以下是小编为大家整理的局域网数据链路层网络安全（共含6篇），欢迎阅读与收藏。同时，但愿您也能像本文投稿人“再发狗头你死了”一样，积极向本站投稿分享好文章。
Network Security at the Data Link Layer (Layer 2) of LAN）
通信的每一层中都有自己独特的安全问题，数据链路层（第二协议层）的通信连接就安全而言，是较为薄弱的环节。网络安全的问题应该在多个协议层针对不同的弱点进行解决。在本篇文章中，我们将集中讨论与有线局域网相关的安全问题。无线局域网和广域网（WAN）的安全问题将在其它篇章中单独进行讨论。在第 二协议层的通信中，交换机是关键的部件，它们也用于第三协议层的通信。对于相同的第三协议层的许多攻击和许多独特的网络攻击，它们和路由器都会很敏感，这些攻击包括：
内容寻址存储器（CAM）表格淹没：交换机中的 CAM 表格包含了诸如在指定交换机的物理端口所提供的 MAC 地址和相关的 VLAN 参数之类的信息。一个典型的网络侵入者会向该交换机提供大量的无效 MAC 源地址，直到 CAM 表格被添满。当这种情况发生的时候，交换机会将传输进来的信息向所有的端口发送，因为这时交换机不能够从 CAM 表格中查找出特定的 MAC 地址的端口号。CAM 表格淹没只会导致交换机在本地 VLAN 范围内到处发送信息，所以侵入者只能够看到自己所连接到的本地 VLAN 中的信息。
VLAN 中继：VLAN 中继是一种网络攻击，由一终端系统发出以位于不同 VLAN 上的系统为目标地址的数据包，而该系统不可以采用常规的方法被连接。该信息被附加上不同于该终端系统所属网络 VLAN ID 的标签。或者发出攻击的系统伪装成交换机并对中继进行处理，以便于攻击者能够收发其它 VLAN 之间的通信。
操纵生成树协议：生成树协议可用于交换网络中以防止在以太网拓朴结构中产生桥接循环。通过攻击生成树协议，网络攻击者希望将自己的系统伪装成该拓朴结构中的根网桥。要达到此目的，网络攻击者需要向外广播生成树协议配置/拓朴结构改变网桥协议数据单元（BPDU），企图迫使生成树进行重新计算。网络攻击者系统发出的 BPDU 声称发出攻击的网桥优先权较低。如果获得成功，该网络攻击者能够获得各种各样的数据帧。
媒体存取控制地址（MAC）欺骗：在进行 MAC 欺骗攻击的过程中，已知某其它主机的 MAC 地址会被用来使目标交换机向攻击者转发以该主机为目的地址的数据帧。通过发送带有该主机以太网源地址的单个数据帧的办法，网络攻击者改写了 CAM 表格中的条目，使得交换机将以该主机为目的地址的数据包转发给该网络攻击者。除非该主机向外发送信息，否则它不会收到任何信息。当该主机向外发送信息的时候，CAM 表中对应的条目会被再次改写，以便它能恢复到原始的端口。
地址解析协议（ARP）攻击：ARP 协议的作用是在处于同一个子网中的主机所构成的局域网部分中将 IP 地址映射到 MAC 地址。当有人在未获得授权时就企图更改 MAC 和 IP 地址的 ARP 表格中的信息时，就发生了 ARP 攻击。通过这种方式， 们可以伪造 MAC 或 IP 地址，以便实施如下的两种攻击：服务拒绝和中间人攻击。
专用 VLAN：专用 VLAN 通过限制 VLAN 中能够与同 VLAN 中其它端口进行通信的端口的方式进行工作。VLAN 中的孤立端口只能和混合端口进行通信。混合端口能够和任何端口进行通信。能够绕过专用 VLAN 安全措施的攻击的实现要使用绕过专用 VLAN 访问限制的代理，
DHCP 耗竭：DHCP 耗竭的攻击通过利用伪造的 MAC 地址来广播 DHCP 请求的方式来进行。利用诸如 gobbler 之类的攻击工具就可以很容易地造成这种情况。如果所发出的请求足够多的话，网络攻击者就可以在一段时间内耗竭向 DHCP 服务器所提供的地址空间。这是一种比较简单的资源耗竭的攻击手段，就像 SYN 泛滥一样。然后网络攻击者可以在自己的系统中建立起虚假的 DHCP 服务器来对网络上客户发出的新 DHCP 请求作出反应。
降低局域网安全风险
在交换机上配置端口安全选项可以防止 CAM 表淹没攻击。该选择项要么可以提供特定交换机端口的 MAC 地址说明，要么可以提供一个交换机端口可以习得的 MAC 地址的数目方面的说明。当无效的 MAC 地址在该端口被检测出来之后，该交换机要么可以阻止所提供的 MAC 地址，要么可以关闭该端口。对 VLAN 的设置稍作几处改动就可以防止 VLAN 中继攻击。这其中最大的要点在于所有中继端口上都要使用专门的 VLAN ID。同时也要禁用所有使用不到的交换机端口并将它们安排在使用不到的 VLAN 中。通过明确的办法，关闭掉所有用户端口上的 DTP，这样就可以将所有端口设置成非中继模式。
要防止操纵生成树协议的攻击，需要使用根目录保护和 BPDU 保护加强命令来保持网络中主网桥的位置不发生改变，同时也可以强化生成树协议的域边界。根目录保护功能可提供保持主网桥位置不变的方法。生成树协议 BPDU 保护使得网络设计者能够保持有源网络拓朴结构的可预测性。尽管 BPDU 保护也许看起来是没有必要的，因为管理员可以将网络优先权调至0，但仍然不能保证它将被选做主网桥，因为可能存在一个优先权为0但ID却更低的网桥。使用在面向用户的端口中，BPDU 保护能够发挥出最佳的用途，能够防止攻击者利用伪造交换机进行网络扩展。
使用端口安全命令可以防止 MAC 欺骗攻击。端口安全命令能够提供指定系统 MAC 地址连接到特定端口的功能。该命令在端口的安全遭到破坏时，还能够提供指定需要采取何种措施的能力。然而，如同防止 CAM 表淹没攻击一样，在每一个端口上都要指定一个 MAC 地址是一种难办的解决方案。在界面设置菜单中选择计时的功能，并设定一个条目在 ARP 缓存中可以持续的时长，能够达到防止 ARP 欺骗的目的。对路由器端口访问控制列表（ACL）进行设置可以防止专用 VLAN 攻击。虚拟的 ACL 还可以用于消除专用 VLAN 攻击的影响。
通过限制交换机端口的 MAC 地址的数目，防止 CAM 表淹没的技术也可以防止 DHCP 耗竭。随着 RFC 3118，DHCP 消息验证的执行，DHCP 耗竭攻击将会变得越来越困难。另外，IEEE802.1X 还能够在数据链路层对基本的网络访问进行监测，它本身是一种在有线网络和无线网络中传送可扩展验证协议（EAP）架构的标准。在未完成验证的情况下 801.1X 就拒绝对网络的访问，进而可以防止对网络基础设备实施的，并依赖基本 IP 连接的多种攻击。802.1X 的初始编写目标是用于拔号连接和远程访问网络中的点对点协议（PPP），它现在支持在局域网的环境中使用 EAP，包括无线局域网。
《计算机网络》之数据链路层
一、引言
前面说过，数据链路层的任务是：在两个相邻节点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧(frame)，在两个相邻节点间的链路上“透明”地传送帧中的数据，数据链路层协议的三个基本问题是：封装成帧、透明传输和差错检测。差错检测广泛使用循环冗余检验CRC(Cyclic RedundancyCheck)。实际上CRC仅仅能做到接受到的帧的无差错，但并不能做到帧丢失、帧重复或帧失序的解决。OSI设计的数据链路层是可靠传输的，它加入了帧编号、确认和重传机制来解决这三个问题。不过现在的数据链路层在实际中并未采取这些机制，而是简简单单采用CRC而已。可靠传输由运输层来实现。
二、以太网
以太网(Ethernet)作为非严格情况下“局域网”的代名词，提供的服务是不可靠的交付（尽最大努力的交付）。发送的数据都采用Manchester编码，在同一时间只能允许一台计算机发送信息。因此以太网采用载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD(Cattier Sense Access with Collision Detection)协议。
CSMA/CD协议是数据链路层最重要的一个协议，它比较基础，在这里也不详细介绍了，
它的一个很重要的概念是争用期(contentionperiod)，又称碰撞窗口(collision window)。它是以太网端到端的往返时间.只有经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。为此规定了最短有效帧长，保证单个数据帧的发送时间不少于争用期。以太网的最短有效帧长为64字节。
以太网的信道利用率。式中为单个帧的发送时间，为端到端的单程时间。
以太网在数据链路层的扩展需要用到网桥，多接口网桥即为第二层交换机(switch)。
三、MAC
MAC地址，又称硬件地址、物理地址，是指适配器（网卡）地址，共6字节。前三个字节为公司标识符，由RA指派；后三个字节为扩展标识符，由厂家自行指派。
MAC地址的第一个字节的最低位为I/G(Individual/Group)位，为0时表示单个站地址，为1时表示组地址（多播）。第一个字节的最低第二位为G/L (Global/Local)位，为0时是全球管理（唯一），为1时是本地管理（用户分配）。
MAC帧的格式如下图。
可以看出，MAC帧的首部有14字节，尾部有4字节。数据部分长度为46~1500字节。尾部是使用CRC检验的帧检验序列FCS。在交付给物理层时，在帧前还要加上8字节的同步码用于同步时钟频率。
第一章 总则
本方案为某大型局域网网络安全解决方案，包括原有网络系统分析、安全需求分析、安全目标的确立、安全体系结构的设计、等，本安全解决方案的目标是在不影响某大型企业局域网当前业务的前提下，实现对他们局域网全面的安全管理。
1.将安全策略、硬件及软件等方法结合起来，构成一个统一的防御系统，有效阻止非法用户进入网络，减少网络的安全风险。
2.定期进行漏洞扫描，审计跟踪，及时发现问题，解决问题。
3.通过入侵检测等方式实现实时安全监控，提供快速响应故障的手段，同时具备很好的安全取证措施。
4.使网络管理者能够很快重新组织被破坏了的文件或应用。使系统重新恢复到破坏前的状态，最大限度地减少损失。
5.在工作站、服务器上安装相应的防病毒软件，由中央控制台统一控制和管理，实现全网统一防病毒。
第二章 网络系统概况
2.1 网络概况
这个企业的局域网是一个信息点较为密集的千兆局域网络系统，它所联接的现有上千个信息点为在整个企业内办公的各部门提供了一个快速、方便的信息交流平台。不仅如此，通过专线与Internet的连接，打通了一扇通向外部世界的窗户，各个部门可以直接与互联网用户进行交流、查询资料等。通过公开服务器，企业可以直接对外发布信息或者发送电子邮件。高速交换技术的采用、灵活的网络互连方案设计为用户提供快速、方便、灵活通信平台的同时，也为网络的安全带来了更大的风险。因此，在原有网络上实施一套完整、可操作的安全解决方案不仅是可行的，而且是必需的。
2 .1.1 网络概述
这个企业的局域网，物理跨度不大，通过千兆交换机在主干网络上提供1000M的独享带宽，通过下级交换机与各部门的工作站和服务器连结，并为之提供100M的独享带宽。利用与中心交换机连结的Cisco 路由器，所有用户可直接访问Internet。
2.1.2 网络结构
这个企业的局域网按访问区域可以划分为三个主要的区域：Internet区域、内部网络、公开服务器区域。内部网络又可按照所属的部门、职能、安全重要程度分为许多子网，包括：财务子网、领导子网、办公子网、市场部子网、中心服务器子网等，
在安全方案设计中，我们基于安全的重要程度和要保护的对象，可以在Catalyst 型交换机上直接划分四个虚拟局域网（VLAN），即：中心服务器子网、财务子网、领导子网、其他子网。不同的局域网分属不同的广播域，由于财务子网、领导子网、中心服务器子网属于重要网段，因此在中心交换机上将这些网段各自划分为一个独立的广播域，而将其他的工作站划分在一个相同的网段。（图省略）
2 .2网络应用
这个企业的局域网可以为用户提供如下主要应用：
1．文件共享、办公自动化、WWW服务、电子邮件服务；
2．文件数据的统一存储；
3．针对特定的应用在数据库服务器上进行二次开发(比如财务系统)
；
4．提供与Internet的访问；
5．通过公开服务器对外发布企业信息、发送电子邮件等；
2.3 网络结构的特点
在分析这个企业局域网的安全风险时，应考虑到网络的如下几个特点：
1.网络与Internet直接连结，因此在进行安全方案设计时要考虑与Internet连结的有关风险，包括可能通过Internet传播进来病毒， 攻击，来自Internet的非授权访问等。
。
2.网络中存在公开服务器，由于公开服务器对外必须开放部分业务，因此在进行安全方案设计时应该考虑采用安全服务器网络，避免公开服务器的安全风险扩散到内部。
3.内部网络中存在许多不同的子网，不同的子网有不同的安全性，因此在进行安全方案设计时，应考虑将不同功能和安全级别的网络分割开，这可以通过交换机划分VLAN来实现。
4.网络中有二台应用服务器，在应用程序开发时就应考虑加强用户登录验证，防止非授权的访问。
总而言之，在进行网络方案设计时，应综合考虑到这个企业局域网的特点，根据产品的性能、价格、潜在的安全风险进行综合考虑。
第三章 网络系统安全风险分析
随着Internet网络急剧扩大和上网用户迅速增加，风险变得更加严重和复杂。原来由单个计算机安全事故引起的损害可能传播到其他系统，引起大范围的瘫痪和损失；另外加上缺乏安全控制机制和对Internet安全政策的认识不足，这些风险正日益严重。
WLAN无线网技术的安全性由下面4级定义：
1. 扩频、跳频无线传输技术本身使盗听者难以捕捉到有用的数据；
2. 设置严密的用户口令及认证措施，防止非法用户入侵；
3. 设置附加的第三方数据加密方案，即使信号被盗听也难以理解其中的内容，
4. 采取网络隔离及 措施；
1. 扩展频谱技术
扩展频谱技术在50年前第一次被军方公开介绍，它用来进行保密传输。从一开始它就设计成抗噪音、干扰、阻塞和未授权检测。扩展频储发送器用一个非常弱的功率信号在一个很宽的频率范围内发射出去，与窄带射频相反，它将所有的能量集中到一个单一的频点。扩展濒谱的实现方式有多种，最常用的两种是直接序列和跳频序列。
2. 用户认证---口令控制
我们推荐在无线网的站点上使用口令控制----当然未必要局限于无线网。诸如Novell NetWare和Microsoft NT等网络操作系统和服务器提供了包括口令管理在内的内建多级安全服务。口令应处于严格的控制之下并经常予以变更。由于无线局域网的用户要包括移动用户，而移动用户倾向于把他们的笔记本电脑移来移去，因此，严格的口令策略等于增加了一个安全级别，它有助于确认网站是否正被合法的用户使用。
3. 数据加密
假如您的数据要求极高的安全性，譬如说是商用网或军用网上的数据，那么您可能需要采取一些特殊的措施，
最后也是最高级别的安全措施就是在网络上整体使用加密产品。数据包中的数据在发送到局域网之前要用软件或硬件的方法进行加密。只有那些拥有正确密钥的站点才可以恢复，读取这些数据。如果需要全面的安全保障，加密是最好的方法。一些网络操作系统具有加密能力。基于每个用户或服务器、价位较低的第三方加密产品也可以胜任，象McAfeeAssicoate的NetCrypto或Captial Resour-ces Snare等加密产品能够确保唯有授权用户可以进入网络、读取数据，而每个用户只须为此支付大约50美元。鉴于第三方加密软件开发商致力于加密事务，并可为用户提供最好的性能、质量。服务和技术支持，WLAN赞成使用第三方加密软件。
4. 其他无线网络方面的考虑
无线局域网还有些其他好的安全特性。首先无线接人点会过滤那些对相关无线站点而言毫无用处的网络数据，这就意味着大部分有线网络数据根本不会以电波的形式发射出去；其次，无线网的节点和接入点有个与环境有关的转发范围限制，这个范围一般是几英尺。这使得 者必须处于节点或接人点的附近。最后，无线用户具有流动性，他们可能在一次上网时间内由一个接人点移动至另一个接人点，与之对应，他们进行网络通信所使用的跳频序列也会发生变化，这使得 几乎毫无可能。
结论
无论是否有无线网段，大多数的局域网都必须要有一定级别的安全措施。在内部好奇心。外部攻击和电线 面前，甚至有线网都显得很脆弱。没有人愿意冒险将局域网上的数据暴露于不速之客和恶意攻击之前。而且，如果您的数据相当机密，比如是银行网和军用网上的数据，那么，为了确保机密，您必须采取特殊措施。我们希望您能从上述讨论中了解到保障您的整个网络安全的重要性，并且认识到您的局域网无线网段即或不能提供比有线段更多的保护，也至少和它相同。
解析无线局域网与网络安全技术 通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网，但有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点联接起来时，架设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的连网需求形成了严重的瓶颈阻塞。WLAN就是解决有线网络以上问题而出现的， WLAN为Wireless LAN的简称，即无线局域网。无线局域网是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。与有线网络相比，WLAN最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去，甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。 无线局域网与传统有线局域网相比优势不言而喻，它可实现移动办公、架设与维护更容易等。FrostSullivan公司预测无线局域网络市场在底将达到50亿美元。在如此巨大的应用与市场面前，无线局域网络安全问题就显得尤为重要。人们不禁要问：通过电波进行数据传输的无线局域网的安全性有保障吗? 对于无线局域网的用户提出这样的疑问可以说不无根据，因为无线局域网采用公共的电磁波作为载体，而电磁波能够穿越天花板、玻璃、楼层、砖、墙等物体，因此在一个无线局域网接入点(Access Point)的服务区域中，任何一个无线客户端都可以接收到此接入点的电磁波信号，
这样，非授权的客户端也能接收到数据信号。也就是说，由于采用电磁波来传输信号，非授权用户在无线局域网（相对于有线局域网）中 或干扰信息就容易得多。所以为了阻止这些非授权用户访问无线局域网络，从无线局域网应用的第一天开始便引入了相应的安全措施。 实际上，无线局域网比大多数有线局域网的安全性更高。无线局域网技术早在第二次世界大战期间便出现了，它源自于军方应用。一直以来，安全性问题在无线局域网设备开发及解决方案设计时，都得到了充分的重视。目前，无线局域网络产品主要采用的是IEEE(美国电气和电子工程师协会)802.11b国际标准，大多应用DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列扩频）通信技术进行数据传输，该技术能有效防止数据在无线传输过程中丢失、干扰、信息阻塞及破坏等问题。802.11标准主要应用三项安全技术来保障无线局域网数据传输的安全。第一项为SSID（Service Set Identifier）技术。该技术可以将一个无线局域网分为几个需要不同身份验证的子网络，每一个子网络都需要独立的身份验证，只有通过身份验证的用户才可以进入相应的子网络，防止未被授权的用户进入本网络；第二项为MAC（Media Access Control）技术。应用这项技术，可在无线局域网的每一个接入点（Access Point）下设置一个许可接入的用户的MAC地址清单，MAC地址不在清单中的用户，接入点（Access Point）将拒绝其接入请求；第三项为WEP（Wired Equivalent Privacy）加密技术。因为无线局域网络是通过电波进行数据传输的，存在电波泄露导致数据被截听的风险。WEP安全技术源自于名为RC4的RSA数据加密技术，以满足用户更高层次的网络安全需求。
计算机网络系统的安全威胁主要来自 攻击、计算机病毒和拒绝服务攻击三个方面，网络的安全威胁方向也分为外部和内部。 攻击早在主机终端时代就已经出现，随着因特网的发展，现代 则从以系统为主的攻击转变到以网络为主的攻击。
1. 攻击类型
---- 任何系统的安全都是相对的，没有一个网络操作系统是绝对安全的。局域网上网即使有防火墙的保护，由于防火墙错误配置等其他原因，仍很难保证百分之百的安全。网络攻击主要类型如下。
--- ⑴Data Diddling 未经授权删除档案，更改其资料。
--- ⑵Scanner 利用工具寻找暗门漏洞。
-- ⑶Sniffer 监听加密之封包。
---- ⑷Denial of Service 拒绝服务，使系统瘫痪。
---- ⑸IP Spoofing 冒充系统内网络的IP地址。
---- ⑹其他。
2.防范 的措施
---- ⑴选用安全的口令。据统计，大约80%的安全隐患是由于口令设置不当引起的。
---- ⑵用户口令应包含大小写，最好能加上字符串和数字，综合使用能够达到更好的保密效果。不要使用用户姓名、常用单词、生日和电话号码作为口令。根据 软件的工作原理，口令长度设置时应遵循7位或14位的整数倍原则。口令应定期修改。
---- ⑶建立账号锁定机制，一旦同一账号密码校验错误若干次即断开连接，并锁定该账号，至一段时间才解锁再次开放使用。
---- ⑷实施存取控制。主要是针对网络操作系统的文件系统的存取控制。存取控制是内部网络安全理论的重要方面，它包括人员权限、数据标识、权限控制、控制类型和风险分析等内容。
--⑸确保数据安全。完整性是在数据处理过程中，在原有数据和现行数据之间保持完全一致的证明手段。一般常用数字签名和数据加密算法来保证。您可以参照以下几个加密站点：word.std.com/~franl/crypto/crypto.html（规定公共密钥加密），www.rsa.com.faq（RSA加密专利公司），
---- ⑹使用安全的服务器系统。虽然没有一种网络操作系统是绝对安全的，但Unix经过几十年来的发展已相当成熟，以其稳定性和安全性成为关键性应用的首选。
---- ⑺谨慎开放缺乏安全保障的应用和端口。很多 攻击程序是针对特定服务和特定服务端口的，所以关闭不必要的服务和服务端口，能大大降低遭受 攻击的风险。
---- ⑻定期分析系统日志。日志文件不仅在调查网络入侵时十分重要的，它们也是用最少代价来阻止攻击的办法之一。这里提供给大家一些比较有用的日志文件分析工具，具体如下。
---- NestWatch能从所有主Web服务器和许多防火墙中导入日志文件。它运行在Windows NT机器上，能够以HTML格式输出报告，并将它们分发到选定的服务器上。
---- LogSurfer是一个综合日志分析工具。根据它发现的内容，能够执行各种动作，包括告警、执行外部程序，甚至将日志文件数据分块并将它们送给外部命令或进程处理等。
---- ⑼不断完善服务器系统的安全性能。无论是Unix还是Windows NT的操作系统都存在安全漏洞，他们的站点会不定期发布系统补丁，系统管理员应定期下载补丁，及时堵住系统漏洞。
---- ⑽排除人为因素。要制定一整套完整的网络安全管理操作规范。
---- ⑾利用网络管理软件对整个局域网进行动态站点监控，发现问题及时解决。
---- ⑿扫描、攻击自己的站点。
---- ⒀请第三方评估机构或专家来完成网络安全的评估。
---- ⒁谨慎利用共享软件。
---- ⒂做好数据的备份工作。有了完整的数据备份，我们在遭到攻击或系统出现故障时才可能迅速恢复系统。
---- ⒃使用防火墙。
---- 防火墙分为网络级防火墙和应用网关防火墙。 网络级防火墙一般是具有很强报文过滤能力的路由器，可以通过改变参数来允许或拒绝外部环境对站点的访问，但其对欺骗性攻击的保护很脆弱。 应用代理防火墙的优势是它们能阻止IP报文无限制地进入网络，缺点是它们的开销比较大且
★ 局域网简历
★ 网络安全发言稿
★ 网络安全主持词
★ 网络安全教案
