氣象信息網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)研究

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本文結(jié)合民航氣海空管分局網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，分析氣象信息網(wǎng)絡(luò)中存在的主要安全問(wèn)題，通過(guò)對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，建立一個(gè)一體化的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使其更好地適應(yīng)航空氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)展的需求。本文還介紹了民航青海空管氣象信息網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用技術(shù)，有效增強(qiáng)了氣象網(wǎng)絡(luò)的安全水平，保證氣象業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行和氣象數(shù)據(jù)的安全共享。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等各類新技術(shù)的快速發(fā)展，以及氣象信息化步伐的加快，服務(wù)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，氣象信息網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，網(wǎng)絡(luò)是氣象數(shù)據(jù)傳輸和共享的基礎(chǔ)平臺(tái)，保證氣象網(wǎng)絡(luò)安全能有效提升氣象業(yè)務(wù)工作效率，促進(jìn)氣象業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，是做好氣象工作的重要前提。因此，加強(qiáng)氣象信息網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，提升網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力和穩(wěn)定性就顯得尤其重要。

1網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

空管氣象設(shè)備雜而多，民航青海空管分局氣象部門主要包括以下幾大業(yè)務(wù)系統(tǒng)：民航氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)、地方氣象資料引接系統(tǒng)、常規(guī)天氣雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)，編發(fā)報(bào)系統(tǒng)，CAMCAST系統(tǒng)、氣象衛(wèi)星云圖接收處理系統(tǒng)等。而氣象網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在前期建設(shè)的時(shí)候，由于各個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)獨(dú)立進(jìn)行，沒(méi)有做合理的全局規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用二層結(jié)構(gòu)，各系統(tǒng)都是一個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)，各個(gè)用戶終端直接相連到相應(yīng)的交換機(jī)，且在交換機(jī)上并沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的VLAN劃分，導(dǎo)致各個(gè)終端之間可以相互訪問(wèn)。且存在部分網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)在沒(méi)有有效安全隔離的情況下直接相連的情況，這嚴(yán)重影響了航空氣象業(yè)務(wù)的安全運(yùn)行。

2氣象信息網(wǎng)絡(luò)面臨的主要問(wèn)題

青海空管氣象信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在過(guò)去相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)滿足了各類氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，保障了各氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但是隨著近幾年國(guó)內(nèi)航空事業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)航空氣象服務(wù)需求明顯增大，航空用戶對(duì)產(chǎn)品要求的日益提高,對(duì)現(xiàn)有的服務(wù)模式也提出了挑戰(zhàn)，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)不能適應(yīng)氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展。建設(shè)一個(gè)安全的、可穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)顯得非常重要。2.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隱患。近幾年隨著各類氣象自籌科技項(xiàng)目的新開(kāi)發(fā)，一個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)往往需要來(lái)自不同局域網(wǎng)內(nèi)的氣象資料，如低空風(fēng)切變預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目中，系統(tǒng)需要采集機(jī)場(chǎng)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)、氣象局T639數(shù)值預(yù)報(bào)資料、風(fēng)廓線風(fēng)場(chǎng)資料、氣象局常規(guī)觀測(cè)資料，獨(dú)立風(fēng)站資料。而這些數(shù)據(jù)分別來(lái)自不同的局域網(wǎng)，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，本場(chǎng)自觀數(shù)據(jù)通過(guò)串口方式接入系統(tǒng)，鐵塔自動(dòng)站數(shù)據(jù)則通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸，而氣象局?jǐn)?shù)據(jù)和風(fēng)廓線風(fēng)場(chǎng)則在中間沒(méi)有任何安全防護(hù)措施情況下直接從相應(yīng)的交換機(jī)引入。這導(dǎo)致不同局域網(wǎng)的交叉，對(duì)氣象信息網(wǎng)絡(luò)的安全帶來(lái)了極大的安全隱患，一旦某個(gè)系統(tǒng)導(dǎo)致病毒入侵，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不可避免。另外，青海空管分局氣象內(nèi)部局域網(wǎng)很多服務(wù)器都習(xí)慣采用網(wǎng)絡(luò)共享文件夾的方式來(lái)訪問(wèn)，一旦服務(wù)器上感染病毒，則會(huì)導(dǎo)致病毒通過(guò)這種方式快速擴(kuò)散，這會(huì)威脅到氣象信息資料的安全，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)氣象信息網(wǎng)絡(luò)癱瘓。2.2網(wǎng)絡(luò)病毒。威脅網(wǎng)絡(luò)安全最常見(jiàn)的因素就是病毒入侵。而且病毒的種類很多，包括網(wǎng)絡(luò)病毒、引導(dǎo)型病毒、文件型病毒等，網(wǎng)絡(luò)病毒具有自我復(fù)制能力、潛伏性、破壞性和很強(qiáng)的感染性，一旦氣象信息系統(tǒng)被病毒入侵，病毒會(huì)在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳播蔓延，這會(huì)造成氣象信息和資源的損失，同時(shí)危及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全，因此氣象部門還需要更加重視網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，在氣象信息網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，引入更多網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，加強(qiáng)安全隱患排查，從而更好地保證信息安全。2.3網(wǎng)絡(luò)安全管理隱患。當(dāng)前空管系統(tǒng)缺乏專業(yè)的信息網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)、管理以及維修人員，大多數(shù)氣象從業(yè)人員其業(yè)務(wù)技術(shù)的水平已不能地滿足信息時(shí)展的需求，很多崗位未設(shè)立專職網(wǎng)絡(luò)管理人員，大多數(shù)只是兼職且人員網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)不強(qiáng)，處理信息安全問(wèn)題的能力也不夠?qū)I(yè)，這些均給氣象信息網(wǎng)絡(luò)安全帶來(lái)諸多隱患。在日常工作中大多數(shù)人員在業(yè)務(wù)運(yùn)行主機(jī)上隨意使用U盤等移動(dòng)設(shè)備，下載與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的程序，一旦受到病毒入侵，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，如果不能得到及時(shí)有效的處理，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到航空氣象服務(wù)的提供。且在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中未根據(jù)業(yè)務(wù)需求量限制網(wǎng)絡(luò)最大流量及連接數(shù)，有造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)高的可能。重要網(wǎng)段未啟用ARP地址防欺騙功能，可能造成網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)無(wú)法正常訪問(wèn)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備防護(hù)，存在多人使用同一帳號(hào)，只采用用戶名/密碼一種驗(yàn)證方式，且密碼不符合復(fù)雜度要求，容易破解。未對(duì)SSH登錄地址進(jìn)行限制，發(fā)生問(wèn)題無(wú)法確定范圍，采用TELNET明文傳輸進(jìn)行配置，數(shù)據(jù)容易被竊取。因此氣象部門應(yīng)該通過(guò)各種途徑，加強(qiáng)從業(yè)人員能力建設(shè)，科學(xué)有效的組織人員進(jìn)行全面的學(xué)習(xí)信息網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)（趙冰,王旭,賀永興,等.淺析海南氣象信息網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)）。

3青海空管氣象網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)

3.1制定氣象機(jī)房網(wǎng)絡(luò)安全管理制度。青海空管分局根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行需求，以及信息系統(tǒng)安全等級(jí)測(cè)評(píng)報(bào)告，制定了網(wǎng)絡(luò)安全管理規(guī)范以及機(jī)房管理辦法，并要求科室人員認(rèn)真執(zhí)行。目前設(shè)備大廳已制定門禁，只有氣象臺(tái)臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)以及設(shè)備室人員有權(quán)限進(jìn)入。目前的機(jī)房安全管理制度規(guī)定外來(lái)人員進(jìn)出機(jī)房必須要經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)同意并且進(jìn)行登記，在值班人員陪同下方能進(jìn)入，未經(jīng)許可不得隨意進(jìn)出機(jī)房。機(jī)務(wù)員每次對(duì)設(shè)備進(jìn)行變動(dòng)，必須要經(jīng)科室主任同意并做好記錄以及科室人員之間的交接。對(duì)重要系統(tǒng)設(shè)置密碼保護(hù)，非本科室人員無(wú)權(quán)操作設(shè)備。每月安排專人進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息安全管理，對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行漏洞掃描，及時(shí)更新補(bǔ)丁。規(guī)定月維護(hù)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)重要配置文件進(jìn)行備份保存。嚴(yán)格規(guī)定移動(dòng)U盤使用制度，必須按要求格式化之后才能使用。此外，青海空管分局辦公室每年定期組織開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)安全等相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)班，使全局人員充分認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)安全管理的重要性，從而提高信息網(wǎng)絡(luò)安全管理人員的安全意識(shí)、責(zé)任意識(shí)和安全防護(hù)能力（趙冰,王旭,賀永興,等.淺析海南氣象信息網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)）。3.2物理安全建設(shè)。目前的設(shè)備機(jī)房環(huán)境能夠確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，有專人值守的電子門禁系統(tǒng)，綜合布線強(qiáng)/弱分離，有UPS電力供應(yīng)，機(jī)房配備了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有中央空調(diào)控制機(jī)房溫度，且機(jī)房配備了動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控機(jī)房各機(jī)柜的溫濕度，當(dāng)超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)告警。機(jī)房采用完全隔水設(shè)計(jì)，并配備了專業(yè)的滅火設(shè)施。同時(shí)機(jī)房的每日多次的巡視，可以有效降低物理安全隱患，確保信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。3.3合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃。青海空管氣象臺(tái)根據(jù)本地實(shí)際運(yùn)行情況，在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，并在構(gòu)建過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象網(wǎng)絡(luò)的安全防御改造。本文采用層次化設(shè)計(jì)思想構(gòu)造氣象網(wǎng)絡(luò)，主要包括內(nèi)網(wǎng)區(qū)、自觀區(qū)、氣象數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)和地方氣象引接區(qū)，內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換核心區(qū)、對(duì)外區(qū)、用戶區(qū)和出口區(qū)，整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。各區(qū)域的設(shè)計(jì)部署如下：（1）內(nèi)網(wǎng)區(qū)、自觀區(qū)：部署1臺(tái)自觀與內(nèi)網(wǎng)防火墻，通過(guò)在防火墻上配置相關(guān)安全策略；實(shí)現(xiàn)與內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換核心區(qū)的數(shù)據(jù)交換。（2）氣象數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)：部署1臺(tái)氣象數(shù)據(jù)庫(kù)防火墻，配置氣象數(shù)據(jù)庫(kù)與內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)核心交換區(qū)的安全策略；同時(shí)在此次建設(shè)過(guò)程中更新系統(tǒng)老舊服務(wù)器和通信機(jī)，同時(shí)配置一臺(tái)冷備通信機(jī)，進(jìn)一步提高民航氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（3）地方氣象引接區(qū)：部署1臺(tái)氣象局引接防火墻，配置氣象局引接區(qū)與內(nèi)網(wǎng)核心區(qū)的安全策略；同時(shí)部署1臺(tái)氣象局引接路由器，作為舊路由器的備機(jī)。（4）內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換核心區(qū)：部署1臺(tái)內(nèi)外網(wǎng)隔離網(wǎng)閘，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的完全物理隔離，安全地傳送內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)；通過(guò)部署1臺(tái)網(wǎng)閘內(nèi)交換機(jī)，1臺(tái)數(shù)據(jù)采集交換機(jī)，2臺(tái)配置為iStack內(nèi)網(wǎng)核心交換機(jī)，以形成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的核心區(qū)域，將匯聚的各類資料通過(guò)內(nèi)外網(wǎng)隔離網(wǎng)閘，推送到對(duì)外區(qū)；部署1臺(tái)內(nèi)網(wǎng)通信服務(wù)器，用于與外網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；部署1臺(tái)GPS時(shí)鐘設(shè)備，用于內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器時(shí)間同步。（5）對(duì)外區(qū)：部署2臺(tái)基于RHCS的WEB服務(wù)器互為主備，用于服務(wù)平臺(tái)的部署，部署1臺(tái)防篡改服務(wù)器，對(duì)WEB網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止被篡改；部署1臺(tái)外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；部署1臺(tái)防病毒服務(wù)器安裝防病毒服務(wù)器，外網(wǎng)服務(wù)器、用戶終端均安裝防病毒軟件客戶端。部署1臺(tái)外網(wǎng)通信服務(wù)器，收集從內(nèi)網(wǎng)通信服務(wù)器過(guò)網(wǎng)閘轉(zhuǎn)送的數(shù)據(jù)。（6）出口區(qū)：部署1臺(tái)出口路由器，連接互聯(lián)網(wǎng)以及航空公司；部署1臺(tái)出口防火墻，配置訪問(wèn)控制策略，限制互來(lái)自外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)的流量；部署1臺(tái)入侵防御設(shè)備，用于檢測(cè)并處理來(lái)自外部網(wǎng)絡(luò)的異常流量，及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)各類非法入侵攻擊行為，并執(zhí)行實(shí)時(shí)精確阻斷，主動(dòng)而高效的保護(hù)用戶網(wǎng)絡(luò)安全。（7）用戶區(qū)：部署1臺(tái)用戶接入防火墻，用于限制用戶對(duì)其他區(qū)域的訪問(wèn)；部署1臺(tái)用戶接入交換機(jī)，用于接入用戶終端。

4結(jié)論

安全、穩(wěn)定的氣象信息網(wǎng)絡(luò)為航空氣象服務(wù)開(kāi)展及各類氣象資料的交換提供了便利，是氣象工作的支撐與紐帶。但是，氣象網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，常存在一系列的安全漏洞，無(wú)法保證氣象業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此氣象部門應(yīng)根據(jù)本部門實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行情況，對(duì)氣象網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造，并增加相應(yīng)的安全防護(hù)措施，同時(shí)加強(qiáng)氣象信息網(wǎng)絡(luò)安全管理工作，提升網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管及安全防護(hù)能力，從而提高氣象信息網(wǎng)絡(luò)的整體安全，為民航青海空管航空氣象事業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

作者:張國(guó)晶 單位:民航青海空管分局