前置机、堡垒机（跳板机）【2024-02-04】

0、前言

文章借鉴：

https://blog.csdn.net/weixin_45565886/article/details/126779635

1、前置机

1.1、概念

前置机是一种网络安全和信息系统中常见的架构组件，它主要作为内部网络（或系统）与外部网络（如互联网）之间的中介层，存在于前台客户端和后台服务器之间，扮演适配器的角色，用于处理外部请求并向外界提供有限的访问权限。前置机的设计和部署旨在增强网络安全，通过有效控制和管理进出网络的流量，以保护内部资源不受未授权访问和潜在威胁。

1.2、功能

**①流量过滤和控制：**前置机可以对进入内网的流量进行检查和过滤，只允许合法和安全的请求通过。这种方式类似于防火墙，但通常更专注于应用层面¹的控制。

**②提供对外服务：**对于需要对外开放的服务（如Web服务、API接口等），前置机可以承载这些服务的应用，确保直接面向互联网的是经过严格控制的环节。

**③安全隔离：**通过将前置机作为内外网络之间的缓冲区，可以有效地隔离内部网络，保护敏感数据和关键系统不直接暴露于外部环境中，保证外部应用不能直接访问核心业务。

**④负载均衡：**在一些场景下，前置机还可以承担负载均衡的角色，根据请求的类型和负载情况，将请求分发到后端的多个服务器上，以提高处理效率和系统的可用性

**⑤加密和安全通信：**前置机还可以负责加密和解密流经其的数据，确保数据在传输过程中的安全性。同时，它也可以处理SSL/TLS等安全协议，为用户和服务之间提供一个加密的通信通道。

1.3、使用场景

• 企业网站和应用对外发布：对于需要对外提供Web页面访问、API调用等服务的场景，前置机可以作为这些服务的承载点，同时进行安全控制。

  **案例：**一个企业希望将其官方网站对外公开，同时确保网站的安全性不受威胁。在这种情况下，企业可以部署一个前置机来承担Web服务器的角色，而将实际的内容服务器放在内网中。所有对网站的访问请求首先到达前置机，前置机负责处理这些请求（如静态内容的直接响应、对动态请求的转发等），并对请求进行安全检查（如SQL注入防护、XSS攻击防御等）。这样，即使面向公网的前置机受到攻击，攻击者也难以直接触及内网中的内容服务器和其他关键资源。

• 多层架构中的安全层：在多层（如三层架构）的企业应用中，前置机常位于最外层，作为与外界交互的第一道防线。

  案例： 在一个采用多层架构（如Web层、业务逻辑层、数据层）的大型应用中，前置机可以作为访问控制的一部分，管理用户和系统之间的交互。例如，前置机可以限制只有来自特定IP地址的用户才能访问后端的管理接口，或者只允许通过前置机对外提供的API接口来访问后端服务，从而避免直接暴露后端服务的细节和地址

• 云服务和数据中心：在云计算环境或大型数据中心中，前置机可以帮助实现跨网络的安全隔离和访问控制，尤其是在混合云或多云架构中。

  **案例：**对于采用混合云架构的企业，前置机可以作为云服务环境和本地数据中心之间的安全桥梁。通过在云环境中部署前置机，并配置适当的安全策略和VPN（虚拟私人网络）通道，企业可以安全地将云端的资源和服务与本地的系统集成，同时保护数据传输过程中的安全和隐私。

• 负载均衡和故障转移:

  **案例：**对于需要高可用性的在线服务，前置机不仅可以提供安全控制，还可以实现负载均衡和故障转移功能。通过在前置机上配置负载均衡规则，可以将流量均匀地分配给后端的多台服务器，以提高整体服务的处理能力和响应速度。同时，如果某台后端服务器发生故障，前置机可以自动将流量转移到健康的服务器上，确保服务的连续性。

1.4、总结

前置机通过在网络的边缘位置提供一系列的安全和访问控制功能，帮助企业和组织保护其内部资源免受未授权访问和各种网络攻击的威胁。正确配置和使用前置机是构建安全网络架构的重要策略之一

2、堡垒机

2.1、概念

堡垒机（Jump Server），又称跳板机²升级版，是一种重要的网络安全和管理工具，用于控制对内部网络或敏感系统的远程访问。它作为一个中介服务器，位于安全区域和非安全区域之间，所有进入内部网络的远程访问都必须先通过堡垒机。这样做的目的是增强安全性，通过集中监控和控制访问行为来降低潜在的安全风险。

2.2、功能

①访问控制：堡垒机能够对所有尝试访问内部网络的用户进行身份验证和授权，确保只有得到允许的用户才能访问特定的资源或服务。

②操作审计：堡垒机记录所有通过它进行的活动和交易，包括登录详情、执行的命令、文件传输等，为安全审计提供了依据。

③会话管理：堡垒机可以对远程会话进行管理，包括会话录制、实时监控等，以便在需要时可以回放和分析用户的操作。

④隔离和缓冲：作为内外网络之间的缓冲区，堡垒机有效隔离了内部网络，减少了直接暴露于外部威胁的风险。

⑤多因素认证：为了增加安全性，堡垒机通常支持多因素认证（MFA），如密码、硬件令牌、生物识别等，进一步加强访问控制。

2.3、使用场景

• 金融机构的安全管理

  案例： 金融机构，如银行和保险公司，拥有大量敏感数据和关键业务系统，对安全性的要求极高。在这种环境中，堡垒机被部署作为唯一的入口点，用于控制和监管所有进入内部网络的远程访问请求。通过堡垒机，机构能够确保只有经过严格认证和授权的员工或第三方合作伙伴可以访问特定的系统和数据。此外，堡垒机还能记录所有操作，为后续的审计和合规检查提供详细日志。

• 政府部门的远程工作解决方案

  案例：政府部门经常处理大量的机密信息，同时需要满足高标准的合规要求。当政府员工或外部合作伙伴需要远程访问政府网络时，堡垒机提供了一个安全的通道。所有远程会话都经过堡垒机的严格控制和监视，确保访问者的身份得到验证，操作得到记录，从而保护敏感信息不被未授权访问或泄露。

• IT服务提供商的客户支持

  **案例：**IT服务提供商（Managed Service Providers, MSPs）需要管理和支持多个客户的IT系统。通过使用堡垒机，MSPs可以为每个客户设置独立的访问控制策略，确保技术支持人员只能访问他们被授权的资源。同时，堡垒机的审计功能允许服务提供商记录每次服务会话的详细信息，增强服务透明度，并在必要时提供操作证明。

• 跨国企业的数据中心管理

  **案例：**对于拥有跨地域数据中心的跨国企业，堡垒机能够为企业提供一个统一的远程访问解决方案。无论IT管理员身处何方，都可以通过堡垒机安全地访问和管理位于世界各地的服务器和网络设备。这样不仅提升了管理效率，也确保了跨地域操作的安全性和一致性。

2.4、总结

堡垒机是保护内部网络安全的关键组件，通过实现严格的访问控制、详细的操作审计和有效的会话管理，帮助企业降低内部资源面临的安全风险。正确配置和使用堡垒机，对于维护网络安全态势、防范未授权访问和满足合规要求至关重要。无论是面对内部员工的远程访问需求，还是管理外部合作伙伴和服务提供商的访问权限，堡垒机都是确保网络安全和数据保护的有效工具。

3、前置机和堡垒机

3.1、设计理念与目的

前置机：通常作为内外网络之间的桥梁，主要目的是对外提供服务，同时对进入内网的流量进行控制和过滤。前置机通常部署在网络的边缘位置，比如企业与互联网之间，扮演着网络的门卫角色。

堡垒机：设计初衷是作为一个安全隔离和监控的节点，用于管理和控制内部用户访问敏感资源或关键基础设施的行为。堡垒机提供了一种安全的方法，使得系统管理员和合法用户可以跳转（即通过堡垒机）访问内部网络中的资源，同时记录所有操作，以便审计和监控。

3.2、功能

前置机：

• 主要处理外部请求，为外界提供有限的访问权限。
• 起到防火墙的作用，过滤非法或恶意的流量。
• 可能承载一些对外服务的应用，如Web服务器等。

堡垒机：

• 提供访问控制和操作审计功能，确保只有授权用户才能访问特定资源。
• 作为内部网络与外部用户之间的跳转点，增强了访问的安全性。
• 记录详细的日志信息，包括用户行为、访问时间等，便于事后审计。

3.3、使用场景

前置机：

• 适用于需要对外提供服务的场景，如企业网站、公共API接口等。
• 在多层架构中，前置机通常位于最外层，处理来自外部的请求。

堡垒机：

• 适用于对内部网络安全性要求较高的场景，尤其是在金融、政府等敏感行业。
• 当需要从外部访问内部网络中的敏感或关键资源时，通过堡垒机进行中转和监控。

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1. 前置机在处理网络流量和请求时，不仅仅关注于网络层或传输层（如IP地址、端口号等）的信息，而是深入到应用层面，即关注和处理基于具体应用协议（如HTTP、HTTPS、FTP等）的内容和行为。这种控制方式允许前置机执行更为精细和高级的安全策略，以确保只有合法和安全的应用请求能够被处理和转发。 ↩︎

2. 跳板机就是一台服务器，运维人员在维护过程中首先要统一登录到这台服务器，然后再登录到目标设备进行维护和操作，是运维人员访问服务器的入口（我们本地Win10电脑通过XShell远程连接linux，那么Win10就是我们的跳板机）。跳板机的验证方式:①固定密码②证书+固定密码+动态验证码三重方式。缺点是没有实现对运维人员操作行为的控制和审计，使用跳板机的过程中还是会出现误操作、违规操作而导致事故，一旦出现操作事故很难快速定位到原因和责任人。 ↩︎