基于無線路由器和交換機的家庭無線網(wǎng)絡(luò)安全策略

摘要：該文根據(jù)家庭無線網(wǎng)絡(luò)的工作原理，探討了基于無線路由器和交換機的家庭無線網(wǎng)絡(luò)安全策略。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)安全；路由器；交換機

中圖分類號：TP392 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）29-0052-02

家庭網(wǎng)絡(luò)安全主要從兩個方面進行考慮，一是防止非法設(shè)備接入家庭網(wǎng)絡(luò)，進而借助家庭網(wǎng)絡(luò)連接互聯(lián)網(wǎng)，二是保障家庭網(wǎng)絡(luò)中存儲文件的安全，防止非法瀏覽和復(fù)制[1]。當前，家庭無線網(wǎng)絡(luò)一般都是采用Wifi方式，通過具有Wifi功能的無線網(wǎng)卡或者無線路由器來實現(xiàn)。根據(jù)硬件的功率不同，家庭無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍在90米至200米之間，這個范圍已經(jīng)超出了一般家庭的居住范圍，為“蹭網(wǎng)”提供了可能，非法設(shè)備一旦“蹭網(wǎng)”成功，就進入了家庭網(wǎng)絡(luò)，除了占用上網(wǎng)資源外，還可能非法瀏覽和復(fù)制家庭網(wǎng)絡(luò)當中的共享文檔資料，造成隱私泄露。加之各類Wifi密碼破解工具和分享工具的流行，家庭無線網(wǎng)絡(luò)的安全問題日益凸顯。本文根據(jù)家庭無線網(wǎng)絡(luò)的工作原理，探討了在復(fù)雜家庭網(wǎng)絡(luò)需求情況下基于無線路由器和交換機的家庭無線網(wǎng)絡(luò)的安全策略。

1 家庭無線網(wǎng)絡(luò)的組建方式

1.1 單獨組建的家庭無線網(wǎng)絡(luò)

這種家庭無線網(wǎng)絡(luò)由一個通過寬帶撥號上網(wǎng)的無線路由器構(gòu)成，在無線路由器覆蓋的范圍內(nèi)，具有無線功能的所有設(shè)備，如電腦、手機、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、智能電視、智能音箱都能夠?qū)崿F(xiàn)共享上網(wǎng)和共享文檔互訪，十分方便。在這種模式中，網(wǎng)絡(luò)的入口（無線設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)時的許可）和出口（已經(jīng)接入的無線設(shè)備需要訪問互聯(lián)網(wǎng)的許可和訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他無線設(shè)備的許可）都是由無線路由器來管理的。很顯然，在這種單獨組建的家庭無線網(wǎng)絡(luò)中，無線路由器是整個網(wǎng)絡(luò)的核心，管理和設(shè)置網(wǎng)絡(luò)安全措施都必須由無線路由器來完成。

1.2 通過有線網(wǎng)絡(luò)組建的家庭無線網(wǎng)線

這種家庭無線網(wǎng)絡(luò)是家庭有線網(wǎng)絡(luò)的延伸和補充，擴展了有線網(wǎng)絡(luò)的移動性和接入設(shè)備的靈活性，能很好地滿足家庭中位置非固定的設(shè)備和移動設(shè)備的上網(wǎng)需要。在這種模式中，網(wǎng)絡(luò)的入口包括有線設(shè)備的接入和無線設(shè)備的接入，有線設(shè)備的接入需要節(jié)點和網(wǎng)線，無線設(shè)備的接入只需要無線路由器的許可；網(wǎng)絡(luò)的出口（即已經(jīng)接入的無線設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)的許可）由無線路由器和有線路由器共同管理，整個網(wǎng)絡(luò)當中的設(shè)備相互訪問由其所在的路由器管理和路由。由此可知，無論是有線路由器還是無線路由器都是整個網(wǎng)絡(luò)的核心，管理和設(shè)置網(wǎng)絡(luò)安全措施必須結(jié)合有線路由器和無線路由器來完成。

2 路由器和交換機在網(wǎng)絡(luò)中的作用比較

對于簡單的家庭無線網(wǎng)絡(luò)來說，如果僅僅是實現(xiàn)簡單的電腦上網(wǎng)、手機wifi，那么使用無線路由器就可以了。但是，如果家庭物理空間較大，網(wǎng)絡(luò)中需要接入的設(shè)備除了電腦、手機，還包括智能電視、家庭影院、NAS網(wǎng)絡(luò)存儲器等，而且設(shè)備之間需要資源共享時，為了保障各種設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)需求以及網(wǎng)絡(luò)中存儲資源的安全，需要引入一臺交換機，以建立多個獨立的網(wǎng)段，從而充分利用路由器和交換機的功能來進一步保障普通家庭的網(wǎng)絡(luò)安全的。

目前網(wǎng)絡(luò)采用的是開放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（即OSI參考模型），它是國際標準化組織提出的一種試圖讓各種計算機在世界范圍內(nèi)互連為網(wǎng)絡(luò)的標準框架。OSI模型共有7層結(jié)構(gòu)，從上到下分別是：應(yīng)用層7、表示層6、會話層5、傳輸層4、網(wǎng)絡(luò)層3、數(shù)據(jù)鏈路層2、物理層1。其中高層（即7、6、5、4四層）定義了應(yīng)用程序的功能，底層（即3、2、1三層）定義了面向通過網(wǎng)絡(luò)的端到端的數(shù)據(jù)流。

路由器和交換機處于不同的網(wǎng)絡(luò)層次，功能和作用完全不一樣（表1）?？偟膩碚f，路由器的功能是實現(xiàn)網(wǎng)間的路由轉(zhuǎn)發(fā)訪問，交換機則是擴展網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)接口功能，擴大局域網(wǎng)端口，增加接入點。根據(jù)路由器和交換機的不同特點和各自具有的功能，就可以設(shè)置家庭無線網(wǎng)絡(luò)的具體安全策略了。

3 家庭無線網(wǎng)絡(luò)中基于無線路由器和交換機的安全策略

3.1 設(shè)備的選用

選擇無線路由器時，路由器要具有WPS、VLAN、ACL、MAC過濾、上網(wǎng)管理等網(wǎng)絡(luò)管理功能，同時注意不需要太大的功耗，功耗大發(fā)熱也大，家庭當中一般沒有專門的散熱裝置，時間一長容易損壞。路由器的無線AP功能要能劃分3個SSID信號以上，現(xiàn)在家庭當中的無線設(shè)備越來越多，選用支持802.11AC wave2無線傳輸協(xié)議的設(shè)備更好，這種協(xié)議的優(yōu)勢是支持多設(shè)備數(shù)據(jù)并發(fā)的處理功能，保障多設(shè)備的上網(wǎng)速度和互訪時的數(shù)據(jù)傳輸速度。交換機可選用二層交換機，具備VLAN功能。VLAN即虛擬局域網(wǎng)，其作用是將一組邏輯上的設(shè)備和用戶組織起來，使這些設(shè)備和用戶不受物理位置的限制，相互之間的通信如同在同一個網(wǎng)段中一樣，在家庭無線網(wǎng)絡(luò)當中利用這一功能可以將接入網(wǎng)絡(luò)中的多種設(shè)備進行分類，以便實施個性化安全策略，達到提高網(wǎng)絡(luò)安全性能的目的。

3.2用戶資源權(quán)限配置策略

利用無線路由器的3個SSID信號，分別接入交換機的3個不同的VLAN網(wǎng)段，每個VLAN網(wǎng)段相互隔離，獨立管理，根據(jù)具體需要為每個VLAN網(wǎng)段制定不同的安全管理措施。

家庭無線網(wǎng)絡(luò)的用戶大致分為三類：一是管理者，負責制定不同用戶的安全策略；二是家庭成員，屬于固定用戶；三是來訪的親戚朋友，屬于臨時用戶。家庭網(wǎng)絡(luò)當中的資源大致分為上網(wǎng)、家庭NAS（網(wǎng)絡(luò)附屬存儲）上的各類數(shù)據(jù)共享、DHCP服務(wù)和MAC地址綁定服務(wù)等四大方面。每類用戶對家庭網(wǎng)絡(luò)資源的需求是不一樣的（表2）。根據(jù)表2的權(quán)限分配，很容易配置好家庭無線網(wǎng)絡(luò)的安全策略。管理者用戶，使用路由器的SSID1信號，接入到交換機的VLAN1網(wǎng)段，設(shè)置好信號名稱和密碼后，選擇隱藏選項將該信號隱藏起來，權(quán)限為全部四項，以方便對網(wǎng)絡(luò)的全面管理。家庭固定用戶，使用路由器的SSID2信號，接入到交換機的VLAN2網(wǎng)段。如果家庭用戶的移動設(shè)備相對固定，可以將MAC服務(wù)賦予給家庭用戶以增強安全性。臨時用戶只需賦予上網(wǎng)和DHCP服務(wù)兩項權(quán)利就行，僅可以通過VLAN3上網(wǎng)，與VLAN1和VLAN2兩個網(wǎng)段完全隔離，不共享家庭NAS數(shù)據(jù)，以保證家庭共享數(shù)據(jù)的安全。對于臨時用戶，還可以設(shè)置流量控制和有限時長的驗證碼上網(wǎng)兩項限制。流量控制防止臨時用戶使用BT下載之類下載大容量數(shù)據(jù)，拖慢整個網(wǎng)速；有限時長的驗證碼上網(wǎng)可以設(shè)置為12個小時，過了時效就需要重新連接。

3.3 密碼策略

在無線路由器和交換機的設(shè)置過程中，合理設(shè)置密碼的類型和長度可以有效提高家庭網(wǎng)絡(luò)的安全性。根據(jù)LockDown.com公布的暴力破解密碼測試數(shù)據(jù)，密碼被暴力破解的時間表如表3[2]。

可以看出，密碼不要單純用英文單詞或生日，也不能用姓名加生日的方式，以防止密碼字典破解法。為了增強網(wǎng)絡(luò)的安全性，密碼的形式最好采用“數(shù)字+大小寫字母混雜+標點”的方式，采用多種字符、大小寫、特殊字符等來增加密碼強度，且密碼長度至少超過8位。

參考文獻：

[1] 方明英.家庭網(wǎng)絡(luò)安全初探[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2018（1）：187-188.

[2] 密碼被暴力破解時間表全面披露. https：//wenku.baidu.com/view/74fc1a91a300a6c30d229f24.html.[2018-05-08].

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