網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備Bypass功能介紹及分析
網(wǎng)絡(luò)安全平臺廠商往往需要用到一項比較特殊的技術(shù)，那就是Bypass，那么到底什么是Bypass呢，Bypass設(shè)備又是如何來實現(xiàn)的？下面我就對Bypass技術(shù)做一下簡單的介紹和說明。
一、 什么是Bypass。
大家知道，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備一般都是應(yīng)用在兩個或更多的網(wǎng)絡(luò)之間，比如內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用程序會對通過他的網(wǎng)絡(luò)封包來進(jìn)行分析，以判斷是否有威脅存在，處理完后再按照一定的路由規(guī)則將封包轉(zhuǎn)發(fā)出去，而如果這臺網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備出現(xiàn)了故障，比如斷電或死機(jī)后，那連接這臺設(shè)備上所以網(wǎng)段也就彼此失去聯(lián)系了，這個時候如果要求各個網(wǎng)絡(luò)彼此還需要處于連通狀態(tài)，那么就必須Bypass出面了。
Bypas顧名思義，就是旁路功能，也就是說可以通過特定的觸發(fā)狀態(tài)（斷電或死機(jī)）讓兩個網(wǎng)絡(luò)不通過網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備的系統(tǒng)，而直接物理上導(dǎo)通。所以有了 Bypass后，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備故障以后，還可以讓連接在這臺設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)相互導(dǎo)通，當(dāng)然這個時候這臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也就不會再對網(wǎng)絡(luò)中的封包做處理了。
下面一個圖示說明了Bypass的方式。左邊是正常狀態(tài)下，兩個網(wǎng)絡(luò)的封包都經(jīng)過應(yīng)用軟件處理后再傳播。右邊是設(shè)備處于Bypass后，設(shè)備的應(yīng)用程序已經(jīng)不再對網(wǎng)絡(luò)封包處理了。
二、 Bypass分類即應(yīng)用方式：
Bypass一般按照控制方式或者稱為觸發(fā)方式來分，可以分為以下幾個方式
1、 通過電源觸發(fā)。這種方式下，一般是在設(shè)備沒有通電的情況下，Bypass功能打開，如果設(shè)備一旦通電后，Bypass立即調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)。
2、 由GPIO來控制。在進(jìn)入OS后，可以通過GPIO來對特定的端口操作，從而實現(xiàn)對Bypass開關(guān)的控制。
3、 由Watchdog來控制。這種情況實際是對方式2的一種延伸應(yīng)用，可以通過Watchdog來控制GPIO Bypass程序的啟用與關(guān)閉，從而實現(xiàn)對Bypass狀態(tài)的控制。使用這種方式后，平臺如果死機(jī)就可以由Watchdog來打開Bypass。
在實際的應(yīng)用中，這3種狀態(tài)往往是同時存在的，尤其是1和2兩種方式。
下圖是研華FWA-3140系列的Bypass狀態(tài)說明，大家可以參考一下。
在實際的應(yīng)用中，這3種狀態(tài)往往是同時存在的，尤其是1和2兩種方式。一般的應(yīng)用方法為：在斷電的情況下，設(shè)備處于Bypass打開狀態(tài)，然后設(shè)備上電后，由于BIOS可以對Bypass作操作，所以在BIOS接管設(shè)備后，Bypass仍然處于打開狀態(tài)，然后OS啟動，當(dāng)OS啟動后，一般會執(zhí)行GPIO 的Bypass程序，將Bypass關(guān)閉，這樣可以應(yīng)用程序就可以發(fā)揮作用了。
也就是說在整個啟動過程中，幾乎不會造成網(wǎng)絡(luò)的斷開。只有在設(shè)備剛剛上電到 BIOS接管這短短的2-3秒鐘的時間會使網(wǎng)絡(luò)斷開。關(guān)于更具體的應(yīng)用，大家可以參考一下下面這篇文章，這篇文章是以研華FWA-3140為例，做的一個應(yīng)用，地址為：http://www.panabit.com/document/panabit_bypass.html
三、 Bypass實現(xiàn)的原理分析
上面簡單說明了一下Bypass的控制方式，下面針對Bypass工作原理作一下簡要的說明，主要從硬件和軟件兩個層面來分析。以研華的FWA-3140系列產(chǎn)品為研究對象
1、 硬件層面。
在硬件層面上，要實現(xiàn)Bypass，主要使用的就是繼電器。這些繼電器主要連接兩個Bypass網(wǎng)口的各個網(wǎng)口信號線上，下圖以其中一根信號線來說明繼電器在其中的工作方式。
以電源觸發(fā)為例，當(dāng)斷電的情況下，繼電器內(nèi)的開關(guān)將會跳撥到1的狀態(tài)，即將LAN 1 的RJ45接口上的Rx直接和LAN2 的RJ45 Tx 導(dǎo)通，而當(dāng)設(shè)備上電以后，開關(guān)就會導(dǎo)通到2上，這樣如果要使LAN1和LAN2 上的網(wǎng)絡(luò)間通訊，就需要通過這臺設(shè)備上的應(yīng)用程序來實現(xiàn)了。
2、 軟件層面。
之前在Bypass的分類中談到了GPIO和Watchdog兩種方式來控制、觸發(fā)Bypass，實際上這兩種方式都是對 GPIO作操作，然后由GPIO來控制硬件上的繼電器作相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)。具體一點(diǎn)，就是相應(yīng)的GPIO如果被置成高電平，那么繼電器就相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)到位置1，相反如果GPIO杯置成了低電平，則繼電器就跳轉(zhuǎn)到位置2。以研華FWA-3140為例，下圖說明了FWA-3140的GPIO所控制的方式。
以上圖為例，如果對GPIO27 的Bit3 寫入“0”或“1”，就可以對LAN 1/2 所組成的Bypass進(jìn)行開關(guān)的控制，同理如果操作對象為GPIO 28 ，則可以實現(xiàn)對LAN3/4 Bypass的控制。
在DOS下可以用如下的Debug程序來才測試Bypass的控制方法和狀態(tài)。
有了上面的實例，就可以完全實現(xiàn)由軟件來控制Bypass的狀態(tài)了。
另外對于Watchdog Bypass，實際上是在上面的GPIO控制的基礎(chǔ)上，增加Watchdog控制Bypass。首先系統(tǒng)激活Watchdog功能，傳統(tǒng)上，當(dāng) Watchdog生效后，系統(tǒng)會Reset ，但如果你使用了Watchdog Bypass功能，則在Watchdog生效后，系統(tǒng)不會Reset，而是將相對應(yīng)的網(wǎng)口Bypass打開，使設(shè)備呈現(xiàn)為Bypass狀態(tài)。實際是這種 Bypass，也是通過GPIO來控制Bypass的，只不過這種情況下，向GPIO寫入低電平的工作由Watchdog來執(zhí)行，不需要另外編程來寫 GPIO。
值得注意的事，如果你使用了Watchdog Bypass，則Watchdog將不能再實現(xiàn)讓系統(tǒng)Reset了。以研華FWA-3140為例，F(xiàn)WA-3140在主板上，會有一個3PIN的跳線，如果跳成1-2則Watchdog實現(xiàn)傳統(tǒng)的Reset動作，如果將跳線設(shè)定為2-3，那么就會選擇到Watchdog Bypass功能，這種情況下如果Watchdog生效后，系統(tǒng)就會打開Bypass功能。
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