一种网络拓扑排查方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络安全技术领域，具体来说涉及一种网络拓扑排查方法及其系统。
【背景技术】
[0002]近年来，网络安全问题日益突出，黑客入侵以及网络攻击现象日益增多，而随着计算机网络技术的不断普及，公众使用计算机的次数越来越多，特别是公用信息基础设施建设推动了政府、企业日益依赖各种信息系统，一些涉及国计民生的业务、系统受到了前所未有的安全挑战，如维基解密网站泄漏了大量政府的机密信息；花旗集团受黑客攻击导致36多万的客户账户信息被窃取;CSDN网站被攻击导致600余万用户资料被泄漏等。这些事故充分说明网络安全对国家、政府和企业的重要性。
[0003]目前，国家大量的基础设施采用信息系统(如电力监控系统SCADA)进行系统集中监视与控制，并采用相应的技术对诸如此类的信息系统进行信息安全防护。其中，将生成业务系统与互联网系统物理隔离是一种简单有效的安全防护技术。然而，由于管理原因及技术原因，生成业务系统出现了各式各样的非法外联，系统出现跨安全域连接到了办公网甚至互联网的情况，传统的物理隔离防线被突破，给生成业务系统带来严重信息安全隐患。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种网络拓扑排查方法及其系统。基于该方法及其系统能快速有效探明信息系统网络连接情况，自动生成系统真实的、与系统在运情况一致的拓扑图，有效发现信息系统中存在的非法外联情况，辅助运维人员、检查人员快速定位排除系统安全隐患，保障信息系统的安全。
[0005]本发明的目的可通过以下的技术措施来实现:
[0006]—种网络拓扑排查方法，包括如下步骤:
[0007]1)导入初步的信息系统资产表，并根据初步的信息系统资产表对信息系统所包含的网络设备、网络安全设备及主机的三类设备进行分类；
[0008]其中，所述的导入初步的信息系统资产表是指管理员提供信息系统初步资产表，并将其导入网络拓扑排查的过程中，所述的信息系统初步资产表被认为是不可信的资产表，被认为是并不能全面真实反映信息系统网络连接情况的。
[0009]所述的网络设备是指交换机、路由器、防火墙或入侵检测系统IDS设备;所述的网络安全设备是指防火墙、网闸/电力网络隔离装置、VPN设备/电力纵向加密认证装置或入侵防御系统IPS设备;所述的主机是指服务器、工作站或者嵌入式工控机，所述主机运行的系统一般为Windows系统、Linux系统、AIX系统、Solaris系统、UNIX系统、类UNIX系统、Tru 64系统或者其它的含有IP的嵌入式系统;所述的信息系统是指基于TCP/IP协议通信的计算机应用系统，其主要由网络设备、网络安全设备、主机及通信线路组成。
[0010]2)通过外部导入配置或者串口连接网络设备及网络安全设备的方式获取网络设备及网络安全设备的网络配置，并自动解析设备的网络配置，并通过解析设备配置获得信息系统所有在运的网段信息、网络设备及网络安全设备的各端口连接信息、设备路由表、IP-MAC转发表、MAC地址信息；
[0011]3)自动以网络安全设备设定为信息系统的边界。
[0012]4)分别配置信息系统所包含各个通信网段非在用的IP地址，采用trunk接口扫描或者各网段扫描的方式对信息系统所包含所有通信网段中的所有IP进行设备存活性扫描，通过设备存活性判断获得信息系统所有存活设备的IP信息、MAC信息、主机名信息或者banner信息，并将已经扫描过的网段标记成已扫描网段。
[0013]所述的trunk接口扫描是指配置网卡为trunk接口模式，并将该配置成trunk接口模式的网卡连接至网络设备的trunk接口，并对网络设备trunk接口承载的各网段进行设备存活性扫描和设备存活性判断;所述的各网段扫描是指接入网络设备的各个VLAN，对每一个VLAN承载的网段进行设备存活性扫描。
[0014]所述的设备存活性扫描是指通过发送数据包的方法进行网络扫描的方法，所述数据包为ICMP数据包、ARP/RARP数据包或IP业务端口探测包。
[0015]所述的设备存活性判断是指综合利用通过网络物理连线状态、数据链路层状态、IP存活状态、通信业务状态判断指定IP或MAC的设备是否连接在信息系统中的方法。其中，网络物理连接状态是指网络设备、网络安全设备及主机端口 UP及DOWN状态;数据链路层状态是指通过ARP及RARP协议探测到的MAC地址存活状态，或者通过网络设备及网络安全设备内部的MAC地址表获得的MAC地址存活状态；IP存活状态是指通过ICMP协议探测到的IP地址存活状态;通信业务状态是指通过应用层端口判断设备的存活性，诸如通过判断FTP端口、HTTP端口开放情况判断设备的存活性。同时，在设备存活性扫描或者设备存活性判断阶段，获得并保存各设备IP与MAC地址的匹配关系，并将探测到的有MAC地址，无IP地址的设备，当作有风险的设备处理。
[0016]5)对各网段所有存活的设备逐一远程登录核实，对不能登录的设备，当作有风险的设备处理。其中，所述的远程登录是指采用telnet、SSH、rlogin、rsh、远程桌面、VNC、xmanager或radmin中的一种或多种方式对存活设备进行登录。
[0017]6)登录存活设备之后，在存活设备上执行外联情况测试，并反馈保存测试结果，所述的外联情况测试是指如下步骤的测试:
[0018]A:执行互联网连通测试，即通过ICMP方式探测互联网公开IP地址(如百度服务器地址:180.97.33.107，谷歌 DNS 服务器地址:8.8.8.8);
[0019]B:执行设备网络接口连接情况测试，S卩:执行设备网络接口查看指令，如果发现设备只有一个IP地址或者同一网段多个IP地址，则记录该设备全部的IP地址、MAC地址、主机名或者banner信息等，并退出外联情况测试;如果发现设备有多个网段的IP地址，则记录该设备全部的IP地址、MAC地址、主机名或者banner信息等，将该设备上新发现的所有网段定义为设备新发现全部网段，并对设备新发现全部网段中包含的每个网段执行设备网段扫描，直到设备新发现全部网段中的所有网段都完成设备网段扫描为止。
[0020]C:设备网段扫描的步骤如下:判断所扫描的网段是否为已扫描网段或者设备的IP地址及MAC地址是否在已扫描网段的设备列表当中。如果所扫描的网段为已扫描网段且该设备的IP地址及MAC地址在已扫描网段的设备列表当中，则不对该网段进行扫描，并退出该网段的设备网段扫描；如果所扫描的网段不属于已扫描网段或者该设备的IP及MAC地址不在已扫描网段的设备列表当中，则在设备上针对该网段包含的所有IP执行设备存活性扫描和设备存活性判断，并将发现的存活主机定义为设备网段存活设备。
[0021]D:对设备网段设备逐一远程登录核实，对不能登录的设备网段设备，当作有风险的设备处理，对能成功登录的设备网段设备，在设备上执行外联情况测试，直到探测到网络安全设备或者互联网地址为止。
[0022]7)汇总所有存活设备上的主机名信息、所有存活设备上的所有IP以MAC对应信息、所有存活设备上的接口连接情况、所有存活设备上互联网连接情况信息、所有网络设备及网络安全设备上的端口连接信息及路由信息，绘制系统真实的拓扑图，生成信息系统当前在运的资产表。同时，根据将信息系统当前在运的资产表与初步的信息系统资产表对比，生成资产表对比表，并标示出系统存在的非法外联设备。
[0023]本发明的另一个发明目的在于提供一种网络拓扑排查系统，包括如下模块:资产导入及设备分类模块、配置获取及自动解析模块、边界界定模块、设备存活性扫描模块、设备登录核实模块、设备外联情况测试模块、信息汇总及报告生成模块，其中设备外联情况测试模块包含:互联网连通测试子模块、设备网络接口测试子模块、设备网段扫描子模块、设备网段设备登录核实及外联情况测试子模块。
[0024]所述资产导入及设备分类模块是指:导入初步的信息系统资产表，并根据初步的信息系统资产表对信息系统所包含的网络设备、网络安全设备及主机的三类设备进行分类；
[0025]其中，所述的导入初步的信息系统资产表是指管理员提供信息系统初步资产表，并将其导入网络拓扑排查软件、装置或者系统的过程，在该阶段提供的初步资产表被认为是不可信的资产表，被认为是并不能全面真实反映系统网络连接情况的。
[0026]所述的网络设备是指交换机、路由器、防火墙或入侵检测系统IDS设备;所述的网络安全设备是指防火墙、网闸/电力网络隔离装置、VPN设备/电力纵向加密认证装置或入侵防御系统IPS设备;所述的主机是