浅析HiPER宽带安全网关的七大差异(图)

2019-11-04 23:50:42

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供稿：网友

　　宽带用户的高速增长引发了宽带接入产品的发展，市面上出现了很多供中小企业使用宽带接入设备，如宽带路由器，安全网关等，有些很贵到几万元，有些很便宜，甚至到100多元，那么这些接入设备有什么区别呢？比如我们去买冰淇淋，我们可以去吃一根几块钱的蒙牛，也可以去吃上百元的哈根达斯，都是冰淇淋，区别在哪儿？宽带接入设备也是一样，多种多样，HipER的宽带安全网关和其他宽带路由器有什么区别呢？
　　
　　在解释这些区别之前，我们要提一下ReOS。ReOS是上海艾泰科技实现的适合接入设备的网络操作系统。ReOS对于HiPER系列宽带安全网关，就如Cisco的IOS对于Cisco的路由器，ReOS是一个运行在HiPER系列硬件设备上的网络操作系统。是HiPER系列宽带安全网关的核心。HiPER安全网关和普通宽带路由器的具体区别表现在以下7个方面。
　　
　　区别一：相同CPU时的性能
　　
　　一般而言，市面上的宽带路由器都是用有限的几家ARM/MIPS系列CPU外加以太网控制芯片的方案，硬件一旦固定，转发能力就体现在软件上了。而转发能力作为接入设备的一个重要特征，低转发能力会使宽带接入设备成为网络瓶颈，影响网络的使用。HiPER宽带安全网关使用了高效率的包快速转发算法，并申请多项专利，在相同的平台上，如ARM9 166的CPU，转发能力可以达到65K PPS。在Intel 的IXP 425硬件平台上可以达到210K PPS。与之相比较的是，其他厂商相同的硬件ARM9芯片，如TP-Link或者Linksys，只能做到9 K 到10 K PPS，是HiPER的ReOS实现的1/6。对于Intel IXP 425的硬件平台，台湾省的QNO 9416只能做到27 K PPS，HiPER相同CPU的产品4510NB是它的 210K/27K = 7.7倍。下面给出HiPER和几款其他厂商产品的包转发能力的比较。因为比较产品只能使用NAT模式，不能用路由模式，所以和宽带路由器的比较是以单向转发例子，而Cisco 2611、linux代理服务器等可以实现双向转发的测试，而且双向转发更能体现路由器的转发能力，因此，比较选择的模式时双向转发。
　　　浅析HiPER宽带安全网关的七大差异(图)（图一）

　　图一：HiPER 3300NB和TP-Link488T/490T/R4000+/NBR100/Qno9416的单向转发比较
　　
　　图一给出了HiPER 3300NB的比较。尽管HiPER 3300NB使用的CPU不如TL-R4000+和QNO9416,但是实际的转发能力3300NB都超过了这些产品。
　　　浅析HiPER宽带安全网关的七大差异(图)（图二）

　　图二：HiPER 4510NB和TP-Link488T/490T/R4000+/NBR100/Qno9416的单向转发比较
　　
　　
　　由图二很明显地看出，使用相同的CPU的产品，如R4000+/QNO9416的转发能力大大落后于4510NB。
　　
　　HiPER和代理服务器以及闻名的Cisco路由器2611的比较如下：
　　　浅析HiPER宽带安全网关的七大差异(图)（图三）

　　图三：HiPER 3300NB和Linux/Cisco 2611的双向转发比较
　　
　　而对于使用Intel的IXP 425的CPU，HiPER 4510NB和代理服务器/Cisco2611的比较图如下：
　　浅析HiPER宽带安全网关的七大差异(图)（图四）

　　图四：HiPER 4510NB和Linux/Cisco 2611的双向转发比较
　　
　　由以上四个比较图可以很明显地看出，HiPER宽带安全网关的转发能力是非常突出的。
　　
　　区别二：长期运行的稳定性
　　
　　稳定性依靠在硬件上，除了CPU外，还有其他芯片选材和测试上；在软件上，需要能经得起考验得软件。HiPER的设计要求是按照7 X 24 X 365 不间断工作。因此，除了选择合适的CPU外，还需要反复比较各种外围部件的芯片，如发热比较大的交换芯片。HiPER选择的是低功耗的芯片，在《微型计算机世界》做过的十几种产品的评测中，在运行数小时之后，HiPER的温度是最低的。电子产品因为温度升高而不稳定，我们在测试台湾省的侠诺产品FVR9416的时候，开了一个小时，不小心摸到铁盒，发现很烫手。更多的实际应用结果，如在上海电信小区接入，广东通信，广西通信和其他场合中长期连续的使用表面了HiPER的稳定。这里可以看一台作为IDC机房的防火墙的HiPER的例子，连续开机404天11小时多。
　　
　　一般的宽带路由器假如软件实现不是很好，过几天就要开关一次，这对家庭和小企业或许可以接受，而对运营商就比较痛苦了。
　　
　　区别三：NAT功能的智能
　　
　　HiPER实现了智能NAT。在一些企业和ICP应用中，由于需要提供比较多的对外服务，往往会向运营商申请多个IP地址，一方面满足自己内部上网的需要，另一个方面为服务器的对外服务提供地址。ReOS设计的智能NAT可以将多个用户的IP地址映射到一个公网地址，也可以将用户分成多个组，在有多个地址的情况下，每个组的用户对应一个公网地址，同时，还支持内部地址到公网地址的一对一映射，内部服务器配置内部的地址，而从公网访问则通过公网地址，而且，智能NAT还可以将NAT和路由混合在一起，部分对外服务器可以配置公网地址。当然，使用智能NAT功能还可以配置NAT的静态映射，将内部服务器的服务端口映射到公网地址的一个端口，因此，HiPER系列能完全满足各种复杂的网络规划。ADSL的接入方式限于技术，带宽有限，因此很多网吧和企业申请多个ADSL以扩展内部网的带宽，或者申请光纤接入作为主线路，ADSL作为备份；学校一般通过教育科研网接入，然而，限于教育科研网和电信的互联互通的带宽，从学校访问电信的网络很慢，反之亦然，因此，学校往往再申请电信的接入线路，等等。HiPER 多线路的产品可以轻松实现提供多线路接入以扩展接入带宽。接入方式可以是ADSL，光纤，Cable Modem，FTTx+LAN的自由组合。而且，HiPER的ReOS还提供了一套完整的线路监测技术，在某个线路失效的时候自动将流量切换到好用的线路，检测方式从链路层到应用层都有。多个线路的负载均衡技术可以根据带宽的比例分配出口的流量，也可以根据数据包的目的地址和源地址指定线路。举个例子，HiPER 3300NB虽然提供了1个WAN口和1个WAN2口，但是，通过WAN口连接交换机的方式，HiPER 3300NB最多可以支持16个ADSL线路的同时接入。而对于学校的应用，经过设置，HiPER3300NB可以将往教育科研网的流量送到教育科研网的出口，其他的流量送到电信的出口。
　　
　　而一般的宽带路由器只能实现PAT，最普通的上网情况，最多加几个一对一的NAT，无法满足越来越多的应用要求。
　　
　　区别四：多样的安全功能
　　
　　ReOS的安全功能实现多种多样。
　　
　　首先是采用了多接入端口的设计，对于不能中断的网络，答应用户接入2个以上的线路，以保证网络的畅通。在同时接入多个线路的情况下，可以采用备份或者均衡的方式。均衡的选择方式有多种，基于主机或者NAT会话。NAT会话是最小的单元，因此，能做到最精细的均衡。同时，ReOS还提供了基于目的地址，源地址的均衡，可以根据线路的实际带宽设定流量均衡比例。为了实现在不同情况下的检测方式，ReOS提供了以下检测方式：
　　
　　·网关ICMP请求的线路检测——路由器连续ping接入线路的下一跳，假如丢包达到预设值则认为线路中断，此时将此线路用户切换到好的线路上去；线路中断后设备会继续ping接入线路的下一跳，直到线路恢复，再将用户切换回来。
　　
　　·指定地址ICMP请求的线路检测——当接入线路的下一跳禁ping时，可以将ICMP检测的目标地址指定为第三方的IP地址。
　　
　　·ARP请求的线路检测——当接入线路全部禁ping时，可以使用向接入线路的下一跳发ARP请求的检测方式。
　　
　　·DNS请求的线路检测——当接入线路只是IP路由中断（例如很多地方网吧12点后ISP断线的情况），可以使用向指定服务器发DNS请求的检测方式。
　　
　　一般的宽带路由器的线路均衡方式和检测方式比ReOS的简单，如国内的某家闻名品牌的宽带路由器，只能实现基于目的地址和源地址的均衡；假如宽带路由器用很含糊的字眼表达线路均衡和线路检测，那就有理由怀疑它的实际的实现方式。
　　
　　其次是防火墙地功能保障业务安全。ReOS系统的业务治理功能基于Filter机制和IP/MAC绑定来实现。通过IP/MAC绑定不仅可以做到内部机器的IP地址和MAC地址绑定在一起，使得普通用户不能随便修改自己的IP，而且，IP/MAC绑定可以实现上网黑白名单。具体地说，假如内部有些机器不答应上网，那么可以使用IP/MAC绑定的黑名单功能，在IP/MAC绑定的配置中，给不能上网的机器的MAC地址对应的IP地址中输入不是本路由器网络的IP地址。HiPER 3300NB可以实现200个IP/MAC绑定。假如对内网机器的控制不仅仅限制在上网，要对他们的某些行为进行控制，如禁止访问限制网站，禁止使用MSN和QQ，那么可以使用Filter过滤机制。
　　
　　ReOS有三种Filter。
　　
　　·IP Filter只是对IP包进行判定和处理。它可以根据IP包的特点，如IP源地址，目的地址，协议和源端口，目的端口等对包进行处理，如转发或者丢弃。IP Filter的这些参数非常轻易从实际环境得到。
　　
　　·IPSSG Filter是扩展的Filter，是HiPER转有的Filter。IPSSG Filter判定的条件除了IP Filter中说的IP源地址，目的地址，协议和源端口，目的端口这些IP基本信息以外，还可以根据MAC地址，时间段等来判定。判定的灵活度加大了，IPSSG Filter可以列出一段地址和一段端口。
　　
　　·Generic Filter 是按照字节( bytes)或者比特(bits)检查任何包。使用Generic Filter，治理员需要可以根据包的内容来查找。
　　
　　对Generic Filter进行扩展以后，在ReOS版本5.4以上，3100系列以上地机器已经实现了URL过滤和要害词过滤。URL过滤能阻止网络的使用者只访问答应的网站（白名单），或者不能访问控制的网站（黑名单），为学校、网吧、企业等提供一个良好的上网环

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