来源：网络技术联盟站 wljslmz瑞哥
在信息时代的今天，网络威胁呈指数级增长，攻击者采用更加隐秘、复杂的手段进行攻击。传统防火墙的局限性在于，它主要关注端口、协议和IP地址的过滤，无法深入到应用层进行检查。这种情况下，针对应用层的高级威胁，传统防火墙显得力不从心。
随着各种Web应用程序的涌现，应用程序、端口和协议之间的关系变得越来越复杂，网络安全形势也变得更为严峻。对于企业而言，仅仅依靠传统防火墙已经不能满足对于新型网络威胁的应对需求。因此，业界开始寻求一种更为先进的网络安全解决方案。
在这一背景下，Next-Generation Firewall（下一代防火墙，NGFW）迅速崭露头角，成为网络安全演进的一大里程碑。NGFW不仅仅是传统防火墙的升级版，更是对网络安全进行全方位、深入细致的保护。
防火墙技术的演进经历了不同阶段，从包过滤防火墙到状态检测防火墙，再到集成多种安全功能的UTM（统一威胁管理）设备，最终发展到具备应用识别能力的NGFW（下一代防火墙）。
包过滤防火墙： 早期的防火墙主要是包过滤防火墙，它基于网络包的源地址、目标地址、端口等信息来判断是否允许通过。这种防火墙主要用于实现基本的网络隔离和访问控制。
状态检测防火墙（传统防火墙）： 随着网络的发展，传统防火墙引入了状态检测的概念，通过维护连接的状态信息，实现了对TCP/UDP连接的跟踪和控制。这使得防火墙能够更好地理解网络流量的上下文，提高了安全性和性能。
UTM设备： 随着安全需求的增加，出现了UTM设备，将传统防火墙、内容安全（防病毒、IPS和URL过滤等）以及VPN等多种功能集成到一起。UTM设备的目标是通过一站式解决方案简化安全管理，尤其适用于小中型企业。然而，由于每个功能模块独立运行，检测效率有限，尤其在处理多个模块时性能会受到影响。
NGFW（下一代防火墙）： 随着网络应用的复杂化，NGFW引入了应用识别技术，可以深入检测网络流量的应用层信息，区分不同应用程序，即使它们使用相同的协议和端口。NGFW还深度集成了IPS、病毒防护等多种安全功能，实现了并行处理，提高了性能。NGFW的出现强调了对应用层的深度检测和精细控制，使得防火墙能够更智能地适应复杂的网络环境，应对不断演变的安全威胁。
NGFW的诞生得益于对网络流量更深层次分析的需求。它引入了应用程序识别和控制的概念，可以深入到OSI模型的应用层（第7层），了解并管理特定应用程序的流量。这使得NGFW能够更全面地识别和阻止恶意行为，而不仅仅是基于传统的端口和协议的过滤。
那么什么是下一代防火墙呢？
下一代防火墙（NGFW）是传统状态防火墙和统一威胁管理（UTM）设备的下一代产品。它不仅包含传统防火墙的全部功能（基础包过滤、状态检测、NAT、VPN等）还集成了应用和用户的识别和控制、入侵防御（IPS）等更高级的安全能力。
下一代防火墙概念于2007年由Gartner提出，并在2009年正式发布了《Defining the Next-Generation Firewall》。
关于NGFW的定义，Gartner强调了以下几个关键方面：
传统的防火墙功能： NGFW作为传统防火墙的替代产品，必须前向兼容传统防火墙的基本功能，包括包过滤、协议状态检测、NAT（网络地址转换）、VPN等。这意味着NGFW仍然需要提供传统防火墙的基本网络安全功能。
应用识别与应用控制技术： NGFW具备应用感知能力，能够对网络流量进行深度检测，实现对不同应用的识别和控制。与传统防火墙只关注网络层面的信息不同，NGFW可以清楚地识别和管理网络中的具体应用，从而实施更精细化的安全策略和层次化的带宽管理手段。
IPS与防火墙深度集成： NGFW需要支持入侵预防系统（IPS）功能，并实现与防火墙功能的深度集成，以实现更高效的安全防护。这不仅仅是IPS和防火墙之间的简单联动，而是深度融合，使得NGFW在检测到恶意流量时能够自动更新并下发安全策略，减少管理员的干预。
利用防火墙以外的信息，增强管控能力： NGFW可以利用来自防火墙以外的其他IT系统提供的信息，如用户认证系统、位置信息、漏洞和网络资源信息等，以增强对网络的管控能力。通过集成这些额外的信息，NGFW可以更智能地适应复杂的网络环境，提高安全策略的灵活性。
下一代防火墙（NGFW）通过一系列先进的技术和功能来防范恶意软件：
深度数据包检测（DPI）： NGFW使用深度数据包检测技术，能够深入分析网络流量中的数据包内容。这不仅包括基本的源和目标信息，还包括应用层数据。通过深度分析，NGFW能够识别潜在的恶意软件，即使是那些试图隐藏在加密流量中的威胁。
应用程序感知与控制： NGFW能够识别和控制网络流量中的各种应用程序，包括恶意应用程序。通过精细的应用程序控制，NGFW可以防止未经授权的应用程序访问网络，降低了潜在的恶意软件传播途径。
入侵防御系统（IPS）： NGFW集成了入侵防御系统，通过实时监测和分析网络流量，可以及时检测和阻止恶意活动。IPS使用已知的恶意软件签名和行为模式来辨识潜在的威胁。
沙箱分析： NGFW通过将潜在的恶意文件发送到沙箱环境中进行模拟执行，检测文件的行为，以确定是否存在威胁。这种沙箱分析技术可以有效识别零日漏洞和未知的恶意软件。
文件和内容过滤： NGFW可以对文件和内容进行过滤，防止恶意文件的下载或上传到网络。这包括对邮件附件、下载文件和上传文件的检查，以防范各种威胁。
用户身份识别与控制： NGFW能够识别具体的用户身份，实施基于用户身份的访问控制策略。这有助于防范未经授权的用户或恶意内部威胁。
实时威胁情报： NGFW可以集成实时的威胁情报，从各种安全信息源获取最新的威胁信息。这使得NGFW能够及时适应新兴的威胁并采取相应的防御措施。
NGFW通过跨越 OSI 模型的多个层次（第 2-7 层）来检查网络流量，这也被称为跨层检查流量。传统防火墙主要在 OSI 模型的第四层（传输层）进行操作，通过检查源和目标端口以及协议类型来控制网络流量。然而，NGFW提供了更高级的功能，其中之一就是在应用层（第七层）进行深度数据包检测和应用程序感知。
NGFW 不仅仅关注传统防火墙在网络协议层面的信息，而是深入到 OSI 模型的更高层次，特别是应用层。这种多层次检查使得 NGFW 能够更全面、精细地分析网络流量。
NGFW 可以检查应用层流量，即 OSI 模型的第 7 层。这使得 NGFW 能够了解和识别特定应用程序的流量，而不仅仅是基于端口号的协议识别。通过检查应用层数据包，NGFW能够更准确地控制访问和应对潜在的威胁。
NGFW 的应用程序感知功能允许它创建应用白名单，确保只有经过授权的应用程序可以通过防火墙。这样的策略可以减少攻击媒介，阻止未经授权的应用程序访问网络。
NGFW 使用深度数据包检测技术，不仅检查数据包的基本信息，还分析其内容，以便发现潜在的恶意内容。这有助于防范攻击者试图通过网络传输恶意代码的行为。
通过这些跨层检查流量的功能，NGFW能够更全面地了解和保护网络，提高网络安全性，并防范各种威胁。
NGFW通过深度数据包检测，不仅能够检查数据包标头，还能定位、识别、分类、重新路由或阻止具有特定数据或负载的数据包。这种功能使得NGFW能够应对传统威胁无法做到的高级恶意软件威胁，提高网络安全的水平。
NGFW与入侵防御系统（IPS）深度集成，可以根据可疑活动的检测做出战略反应来阻止攻击，而无需管理员干预。这种智能的主动防御机制增强了对安全的主动性和响应速度。
NGFW具备清晰地了解七层业务的能力，通过应用感知实施精细化的安全管理。这使得NGFW能够更好地保障网络安全，识别并管理各种网络应用。
除了DPI之外，NGFW还支持诸如TLS/SSL/SSH检查等与加密流量相关的功能，以确保即便是加密流量也能够受到充分检查，增强网络安全性。
下一代防火墙（NGFW）不仅包括先进的安全特性，还具备多项进阶功能，以提供更全面、智能和高效的网络安全保护。以下是NGFW的进阶功能：
这些进阶功能使得NGFW不仅在防范威胁方面更为强大，同时提供了更多的管理、集成和可视性功能，以满足复杂网络环境中不同组织的需求。
NGFW结合了DPI、IPS、应用可视性等多种先进的安全技术，使其能够识别和防范未知的网络攻击，从而保护和维护网络安全。在快速变化的威胁环境中，NGFW提供了更高级别的安全防护。
通过集中监控和管理，NGFW提供了更好的可见性，实现了高效管理。它能够识别不必要的、带宽密集型的应用程序，并相应减少额外带宽的需求，提高网络运行的效率。
NGFW不仅仅是一种设备，它的多功能特性有助于降低总体拥有成本（TCO）。由于NGFW的功能远远超过传统防火墙，它可以替代多个设备，从而提供更为经济高效的解决方案。这也使得企业能够以更低的成本提供增强的客户服务。
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