彻底解决软交换设备的安全问题

网络 路由交换
在以后的QoS解决方案中,可以通过软交换设备或其他QoS控制设备的指令,根据不同的用户QoS要求和网络QoS状况进行不同的后续处理。

软交换设备还是比较常用的,于是我研究了一下软交换设备的安全问题,在这里拿出来和大家分享一下,希望对大家有用。对于新建的专用网络,可以进行带宽规划,配合以SS的呼叫数控制功能可实现网络呼叫拥塞控制功能。

首先预先规划好两地之间软交换设备业务可用的数据总带宽;根据总带宽、业务类型计算出可支持业务的同时连接总数S;当呼叫请求来到SS,SS首先判断S当前是否为0,若S=0,则拒绝此次新呼叫,若S>0则继续处理;当SS完成一个业务接续则S=S-1。若两地之间数据带宽发生变化,则应通知SS进行连接总数S的修正。

关于SS可靠性

对于承担窄带域呼叫控制功能的SS来说,采用主备用双机工作方式。对于所控制用户的用户数据将集中存放在HLR中,路由数据集中存放在RS中,主机及备用机激活后都可访问这部分数据,至于SS所使用的网关资源相关数据则必须预先在备用机中保留备份。该种方式是采用资源闲置冗余的方式获得SS的可靠性。

对于承担宽带域呼叫控制功能的SS来说,可以采用前述的主备用双机工作方式,但处于更高的设备使用效率考虑,还可以采用多机负荷分担的工作方式。每个BAC负责n个SS设备(如同一省内采用SS进行宽带域业务的负荷分担处理)的控制信息分发,当其收到SIP用户发来的呼叫请求后,会根据预先设定的话务分配原则(如轮询等),每个SS具有自己的IP地址,但只对BAC公布。这些SS的功能完全相同,处理BAC送来的呼叫请求,查询统一的HLR获得用户业务属性信息及用户状态、查询RS获得用户IP地址进行路由或下一跳SS或业务平台,以实现业务接续及控制。当某一SS出现故障将影响本次呼叫处理,下一次序新的呼叫请求将会由其他的SS进行处理,网络业务处理能力将损失1/n,但不用空置部分SS资源。BAC实现至SS的呼叫控制信息动态分发功能,具有协议解析功能,能够根据应用协议的参数识别哪些消息属于同一呼叫,将其分发至同一SS进行呼叫处理。BAC自身的可靠性将通过多机备份得到保证。

对于部署在专网内的信令网关、中继网关、大容量用户综合接入网关、重要客户使用的IAD/小容量用户综合接入网关等设备,应支持在本机上设置备用SS地址的功能,当主用SS故障退出服务后应能够将后续新的呼叫请求送到备用SS进行处理。

对于部署在公共Internet之上的各类SIP用户及IAD终端,在用户侧只写入需访问的软交换设备或各类管理及应用服务器(如IAD网管系统、文件服务器等)的域名而非IP地址,通过软交换网络的域名解析器DNS解析后返回相应的BAC设备的地址。BAC收到呼叫请求后将首先判别用户类型(采用协议类型或是否带有主机名进行判别),对于IAD用户的呼叫请求,BAC将根据预设值将呼叫指向主用SS;对于SIP用户的呼叫请求,BAC将根据预设原则(如轮询等)将呼叫均匀指向一组SS中的一个。

安全问题的解决

首先,软交换、中继媒体网关、综合接入媒体网关、媒体服务器等设备基于专用网络部署,该网络可以是新建的专用网或采用MPLSVPN等技术的虚拟专用网,能通过各种手段来实现软交换设备间的相互通信及软交换设备和非软交换设备间的消息隔离,大量的软交换散户及其他非软交换网络的设备难以直接访问到这些软交换网络设备,大大减小了受互联网用户攻击的可能。由于软交换专用网络中的设备可信任度高,通过信令协议保障(如认证)、设备管理等手段,基本可以避免专用网络内用户攻击。

对于非重要客户使用的IAD及SIP软、硬终端等设备,由于设备数量多、分布广,将通过各种接入方式快速收敛于BAC设备,通过BAC设备实现与专用网络中其他设备的互通,此时BAC提供信令及媒体的代理功能及安全检测及隔离功能。由于IAD及SIP终端分布于用户侧,对软交换核心设备的安全存在极大的威胁,因此在本方案中,运营商对于IAD或SIP终端应采用用户零配置方案,运营商应负责所有网络及用户数据的配置及后续的更新及修改,用户无法自行修改数据。在用户侧只写入需访问的软交换设备或各类管理及应用服务器(如IAD网管系统、文件服务器等)的域名而非IP地址,避免SS暴露IP地址易受到非法攻击。在信令协议中启动加密和鉴权机制,SS定期检测用户身份合法性,保证SS对网关及用户的控制权,防止非法用户对业务的盗用或干扰。

通过域名解析机制及BAC设备的信令及媒体的全代理功能,对基于公共Internet接入的用户屏蔽软交换、中继媒体网关、综合接入媒体网关、媒体服务器等设备的地址,保护重要的软交换网络设备。

BAC支持访问控制列表(ACL)功能,能够根据源、目的IP地址和端口号设置访问控制规则进行报文过滤;能够针对特定控制协议进行包过滤,阻挡非法设备及未经允许的协议对软交换设备的访问;能进行简单的应用层攻击防护,实现部分代理服务型防火墙功能,具体包括:根据用户注册状态进行消息的处理,对未注册用户发送的非注册消息进行丢弃处理;对注册鉴权失败的用户终端建立监视列表,当失败的注册尝试达到一定的频率则采取相应措施;设置IP地址/端口允许的正常信令消息流量值,当1分钟内收到同一源IP和端口的消息超过该值时,将该地址/端口列入黑名单并采取相应措施。具备根据业务需要、用户安全需求和运营需求屏蔽通信对方地址的能力。

为配合安全的软交换网络的实施,各设备需要进行相应的改进,如支持多个网段,可以通过提供多个分离的物理端口或在一个物理端口上支持多个VLAN的方式实现;对媒体端口进行动态开闭管理;能进行最小化端口设置;面向用户的服务可采取由Web或Portal面对用户,进行业务代理方式来降低风险;设备需要专门的软/硬件平台设计等。

QoS问题的解决

目前的IP网络技术还不能彻底地解决QoS问题,在现有的公共IP网络上还不能为软交换网络提供大规模地有QoS保障的承载服务。本方案将采用专用网络+BAC的信令媒体全代理功能对QoS问题进行一定程度的解决。

专用网络组网可以采用专线、专用IP网、MPLSVPN等方式,MPLSVPN方式要提供QoS保障,仍然需要全IP网络设备的支持,而目前的IP网络还不能全程全网地提供QoS。专线和专用IP网方式可以通过网络流量预测和规划,按软交换业务需求组织网络,由于专网专用,使用过程中容易掌握业务流量和流向的变化,可以及时调整网络,通过与软交换设备呼叫数控制功能结合,可以有效解决网络拥塞控制问题。如新建专用网络,还可以在引进网络设备时统一考虑设备QoS功能,区分对待不同业务等级的软交换业务,设置为某些业务实现带宽预留。

全代理设备可以根据不同用户、不同业务分别对信令和媒体进行QoS标记,为后续IP网络设备的QoS处理提供帮助。在今后的QoS解决方案中,该设备还可以接受软交换设备或其他QoS控制设备的指令,在呼叫建立阶段根据用户QoS要求和网络QoS状况进行不同的后续处理(如接续、拒绝、重定向、更改编码方式等)。

防止非法业务旁路

通过在PC机上加载一定的SIP通信软件的SIP软终端用户,可以通过Internet的通达性在世界各地接入运营商的软交换系统实现通信功能,当用户在异地使用软终端呼叫用户归属地其他用户时,运营商只能收到本地呼叫的费用,而无法收到国际或国内长途呼叫收入。另外,某些终端软件也可能在获得SS返回的对端用户地址信息,停止与SS之间的继续交互,通过获得的被叫地址采用其他IP电话软件直接进行通信,使得运营商帮助其完成了用户寻址后话务被旁路而无法获得收益。以上问题可以通过BAC在一定程度上得到改善。对于第一个问题的做法是,终端只配软交换域名,通过DNS解析至应去所属的SBC;SBC将本身及用户的IP地址送给软交换;软交换设备进行IP地址分析,判断用户的IP地址与使用的BAC的IP地址是否匹配,若相匹配则呼叫接续继续,若不匹配则呼叫拒绝。当然该解决办法的前提是SS已经了解IP地址与地域之间的分布对应关系。

对于第二个问题的做法是,通过BAC设备从信令和媒体上屏蔽通信对端用户的地址,可以有效防止业务旁路,并满足某些业务(如匿名聊天)的特殊需求,该功能建议由边缘业务接入设备完成。

结束语

本解决方案中的重要部件BAC已完成了企业设备规范制定,包括产品的功能、性能、相关的协议扩展等,目前已在信息产业部通信标准协会申请立项。已有设备制造商意识到该设备的重要性,完成了该设备的研制。

责任编辑:王晓东 来源: 计世网
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