探析船舶計算機網絡系統與網絡安全管理

時間：2024-09-11 00:15:38 計算機網絡畢業論文我要投稿

相關推薦

探析船舶計算機網絡系統與網絡安全管理

　　論文關鍵詞：船舶　網絡系統　網絡安全

　　論文摘要：本文對船舶系統的安全現狀和問題原因進行了概括性的敘述，對網絡安全的需求進行了研究分析。從實施船舶計算機網絡系統安全管理的現實條件和實際要求出發，提出了船舶計算機網絡系統安全管理的策略和解決方案，針對不同情況的船舶提出了相應的實施建議。

　　1引言
　　進入二十一世紀以來，隨著船舶自動化和信息化程度不斷提高，船舶計算機網絡系統及其應用得到了迅速發展。越來越多的新造船舶采用計算機網絡技術將船舶輪機監控系統、航海駕駛智能化系統、船舶管理信息系統（SMIS）等應用納入一個統一的網絡系統，實現船岸管控一體化。
　　在我司近幾年建造的4萬噸級以上的油輪上，普遍安裝了計算機局域網。一方面，計算機網絡用于傳輸船上動力裝置監測系統與船舶航行等實時數據；另一方面，計算機網絡用于船舶管理信息系統（功能包括船舶機務、采購、海務、安全、體系管理與油輪石油公司檢查管理）并通過網絡中船舶通訊計算機實現船岸間的數據交換，實現船岸資源共享，有利于岸基他船舶管理人員對船舶的監控與業務。前者屬于實時系統應用，后者屬于船舶日常管理系統應用，在兩種不同類型的網絡應用（子網）之間采用網關進行隔離。目前，船舶計算機網絡系統采用的硬件設備和軟件系統相對簡單，因此，船舶計算機網絡的安全基礎比較薄弱。隨著船齡的不斷增長，船上計算機及網絡設備逐漸老化；并且，船上沒有配備專業的人員負責計算機網絡和設備的運行維護和管理工作，所以船舶計算機及網絡的技術狀況比較差，影響各類系統的正常使用與船岸數據的交換。究其原因，除了網絡設備和網絡線路故障問題之外，大多數問題是因各類病毒與管理不善等原因所引起的。
　　2船舶計算機網絡架構
　　目前在船舶上普遍采用以太網，船舶局域網大多采用星型結構。
　　有些船舶已經在所有船員房間布設了局域網網線，而有些船舶只是在高級船員房間布設了計算機局域網網線。圖表1是一艘30萬噸超級油輪（VLCC）的計算機局域網結構圖。
　　圖表2 是船舶計算機網絡拓撲結構圖。其中，局域網服務器采用HP COMPAQ DX7400（PENTIUM DUAL E2160/1.8GHZ/DDR2 512M/80G）；網關采用INDUSTRIAL COMPUTER 610（P4 2.8GHZ/DDR333 512M/80G）；交換機采用D-LINK DES-1024D快速以太網交換機（10/100M 自適應，工作在二層應用層級）。
　　3船舶計算機網絡系統的安全問題
　　2005年以來，有很多的船舶管理公司推進實施船舶管理信息系統。對于遠洋船舶來說，船上需要安裝使用船舶管理信息系統的船舶版軟件。大多數的船舶版軟件都是采用客戶端/服務器兩層架構，高級船員的辦公計算機作為客戶端，通過聯網使用船舶管理信息系統。船上的船舶管理信息系統通過郵件（一般采用AMOS MAIL或Rydex電子郵件）與岸基的船舶管理信息系統交換數據，實現船、岸船舶數據庫的數據同步。
　　根據了解，目前船舶計算機網絡最主要的問題（也是最突出的現狀）是安全性和可用性達不到船舶管理信息系統運行使用的基本要求。船舶管理信息系統數據庫服務器與郵件服務器之間，以及船員的辦公計算機與船舶管理信息系統數據庫服務器之間經常無法聯通。經過上船檢查發現，影響船舶計算機網絡系統正常運行的主要原因是計算機病毒。大多數船舶的辦公計算機采用微軟操作系統，一方面沒有打補丁，另一方面尚未采取有效的防病毒措施，比如沒有安裝單機版或網絡版防病毒軟件。有些船舶雖然安裝了防病毒軟件，但是因為不能及時進行防毒軟件升級和病毒庫更新，所以無法查殺新病毒或新的變種病毒等，從而失去防病毒作用。經過分析，船上計算機病毒的主要來源是：（1）在局域網中的計算機上使用了帶有病毒的光盤、優盤、移動硬盤等存儲介質；（2）將帶有病毒的筆記本電腦接入了船上的局域網；（3）在局域網中的計算機上安裝有無線上網卡，通過無線上網（沿海航行或�？扛劭跁r）引入了病毒/蠕蟲/木馬/惡意代碼等。
　　為了解決上述問題，有的企業在船舶辦公計算機上安裝了硬盤保護卡；也有一些企業在船舶辦公計算機上安裝了“一鍵恢復”軟件；另外還有企業開始在船舶計算機網絡系統中安裝部署專業的安全管理系統軟件和網絡版防病毒軟件。
　　若要從根本上增強船舶計算機網絡系統的安全性和可用性，則需要考慮以下條件的限制：（1）船上的計算機網絡架構在出廠時已經固定，除非船舶正在建造或者進廠修理，否則，凡是處于運營狀態的船舶，不可能立即為船舶管理信息系統專門建設一個上獨立的計算機局域網。（2）限于資金投入和船上安裝場所等原因，船上的計算機網絡設備或設施在短期內也不可能無限制按需增加。（3）從技術管理的角度看，在現階段，船舶仍不可能配備具有專業水平的網絡人員對計算機網絡系統進行管理。（4）因衛星通道和通信費用等原因，遠洋船舶的辦公計算機操作系統（微軟Windows 系列）不可能從因特網下載補丁和打補��；船舶局域網中的防病毒軟件和病毒庫不可能及時升級和更新�？傮w上看，解決船舶計算機網絡安全方面的問題，與陸地上確實有許多不同之處。
　　4船舶計算機網絡系統的安全需求分析
　　為提高船舶計算機網絡系統的可用性，即船舶計算機網絡系統任何一個組件發生故障，不管它是不是硬件，都不會導致網絡、系統、應用乃至整個網絡系統癱瘓,為此需要增強船舶計算機網絡系統的可靠性、可恢復性和可維護性。其中:（1）可靠性是指針對船舶上的溫度、濕度、有害氣體等，提高網絡設備和線路的技術要求，有關的設計方案在船舶建造和船舶修理時進行實施和實現。（2）可恢復性，是指船舶計算機網絡中任一設備或網段發生故障而不能正常工作時，依靠事先的設計，網絡系統自動將故障進行隔離。（3）可維護性，是指通過對船舶計算機網絡系統和網絡的在線管理，及時發現異常情況，使問題或故障能夠得到及時處理。
　　研究解決船舶計算機網絡系統安全管理問題，必須考慮現實的條件和實現的�？偟脑瓌t是：方案簡潔、技術成熟；性好、實用性強；易于實施、便于維護。因此，在盡量利用現有設備和設施、擴充或提高計算機及網絡配置、增加必要的安全管理系統軟件、嚴格控制增加設備的前提下，通過采用域劃分、病毒防殺、補丁管理、網絡準入、外設接口管理、終端應用軟件管理和移動存儲介質管理等手段，以解決船舶計算機網絡系統最主要的安全問題。
　　在對船舶計算機網絡采取安全防護技術措施的同時，還需要制定船舶計算機網絡系統安全管理制度；定制船舶計算機網絡系統安全策略和安全管理框架；對船員進行計算機及網絡系統安全知識，增強船員遵守公司制定的計算機網絡安全管理規定的意識和自覺性。
　�。�1）加強船舶計算機病毒的防護，建立全面的多層次的防病毒體系，防止病毒的攻擊；
　�。�2）采用專用的設備和設施實現船舶安全策略的強制執行，配合防毒軟件的部署與應用;
　�。�3）加強船舶計算機網絡管理，通過桌面管理工具實現船舶計算機網絡運行的有效控制;
　�。�4）制定相關的網絡安全防護策略，以及網絡安全事件應急響應與恢復策略，在正常網絡安全事件的同時，做好應對網絡安全事件的準備。
　　5船舶計算機網絡系統安全管理要求
　　5.1確定船舶網絡系統安全管理目標
　　基于以上對船舶計算機網絡系統安全問題和可用性需求的分析，我們認為解決網絡系統安全問題的最終目標是：
　　通過船舶計算機網絡系統安全管理制度的制定，安全策略和安全管理框架的開發，定制開發和部署適合船舶計算機網絡系統特點的安全管理系統，確保船舶計算機網絡系統安全可靠的運行和受控合法的使用，滿足船舶管理信息系統正常運行、業務運營和日常管理的需要。
　　通過實施船舶計算機網絡系統安全技術措施，達到保護網絡系統的可用性，保護網絡系統服務的連續性，防范網絡資源的非法訪問及非授權訪問，防范人為的有意或無意的攻擊與破壞，保護船上的各類信息通過局域網傳輸過程中的安全性、完整性、及時性，防范計算機病毒的侵害，實現系統快速恢復，確保船舶計算機網絡的安全運行和有效管理�？傮w上從五方面考慮：
　　（1）針對管理級安全，建立一套完整可行的船舶計算機網絡系統安全管理制度，通過有效的貫徹實施和檢查考核，實現網絡系統的安全運行管理與維護；
　�。�2）針對應用級安全，加強船舶計算機網絡防病毒、防攻擊、漏洞管理、數據備份、數據加密、身份認證等，采用適合的安全軟硬件，建設安全防護體系；
　�。�3）針對系統級安全，加強對服務器、操作系統、數據庫的運行監測，加強系統補丁的管理，通過雙機（或兩套系統）的形式保證核心系統運行，當發生故障時，能及時提供備用系統和恢復；
　　（4）針對網絡級安全，保證船舶計算機網絡設備、網絡線路的運行穩定，對核心層的網絡設備和線路提供雙路的冗余；
　　（5）針對級安全，保證船舶網絡系統數據的安全和系統及時恢復，加強信息和數據的備份和各類軟件介質的。
　　5.2網絡系統安全配置原則
　　船舶計算機網絡系統是一套移動的計算機網絡系統，沒有專業的安全管理人員，缺乏專業的安全管理能力；船舶數量多，船舶計算機網絡系統規模小和相對比較簡潔，因此，不能按照企業網絡的安全管理體系來構建船舶計算機網絡系統的安全管理體系，必須制定實用的網絡安全設計原則。
　　需求、風險、代價平衡的原則
　　對船舶計算機網絡系統進行切合實際的分析與設計，對系統可能面臨的威脅或可能承擔的風險提出定性、定量的分析意見，并制定相應的規范和措施，確定系統的安全策略。
　　綜合性、整體性、系統性原則
　　船舶計算機網絡系統安全是一個比較復雜的系統工程，從網絡系統的各層次、安全防范的各階段全面地進行考慮，既注重技術的實現，又要加大管理的力度，制定具體措施。安全措施主要包括：法律手段、各種管理制度以及專業技術措施。
　　易于操作、管理和維護性原則
　　在現階段，船舶上不可能配備專業的計算機系統安全管理員，采用的安全措施和系統應保證易于安裝、實施、操作、管理和維護，并盡可能不降低對船舶計算機網絡系統功能和性能的影響。
　　可擴展性、適應性及靈活性原則
　　船舶計算機網絡安全管理系統必須組件化或模塊化，便于部署；安全策略配置靈活，具有較強的適應性，能夠適應各種船舶的計算機網絡系統復雜多樣的現狀；安全管理系統必須具有較好的可擴展性，便于未來進行安全功能的擴展。
　　標準化、分步實施、保護原則
　　依照計算機系統安全方面的有關法規與行業標準和企業內部的標準及規定，使安全技術體系的建設達到標準化、規范化的要求，為拓展、升級和集中統一打好基礎。限于計算機系統安全理論與技術發展的原因和企業自身的資金能力，對不同情況的船舶要分期、分批建設一些整體的或區域的安全技術系統，配置相應的設施。因此，依據保護系統安全投資效益的基本原則，在合理規劃、建設新的網絡安全系統或投入新的網絡安全設施的同時，對現有網絡安全系統應采取完善、整合的辦法，使其納入總體的網絡安全技術體系，發揮更好的效能，而不是排斥或拋棄。
　　5.3網絡安全管理的演進過程
　　建立、健全船舶計算機網絡系統安全管理體系，首先要建立一個合理的管理框架，要從整體和全局的視角，從信息系統的管理層面進行整體安全建設，并從信息系統本身出發，通過對船上信息資產的分析、風險分析評估、網絡安全需求分析、安全策略開發、安全體系設計、標準規范制定、選擇安全控制措施等步驟，從整個網絡安全管理體系上來提出安全解決方案。
　　船舶計算機網絡系統安全管理體系的建設須按適當的程序進行，首先應根據自身的業務性質、組織特征、資產狀況和技術條件定義ISMS的總體方針和范圍，然后在風險分析的基礎上進行安全評估，同時確定信息安全風險管理制度，選擇控制目標，準備適用性聲明。船舶計算機網絡系統安全管理體系的建立應遵循PDCA的過程方法，必須循序漸進，不斷完善，持續改進。
　　6建立健全船舶計算機網絡安全管理制度
　　針對船舶計算機及網絡系統的安全，需要制定相關法規，結合技術手段實現網絡系統安全管理。制度和流程制定主要包括以下幾個方面：
　　制定船舶計算機及網絡系統安全工作的總體方針、政策性文件和安全策略等，說明機構安全工作的總體目標、范圍、方針、原則、責任等；
　　對安全管理活動中的各類管理內容建立安全管理制度，以規范安全管理活動，約束人員的行為方式；
　　對要求管理人員或操作人員執行的日常管理操作，建立操作規程，以規范操作行為，防止操作失誤；
　　形成由安全政策、安全策略、管理制度、操作規程等構成的全面的信息安全管理制度體系；
　　由安全管理團隊定期組織相關部門和相關人員對安全管理制度體系的合理性和適用性進行審定。
　　7
　　對于船舶計算機網絡安全按作者的經驗可以針對不同類型、不同情況的具體船舶，可以結合實際需要和具體條件采取以下解決方案：
　　1.對于正在建造的船舶和準備進廠修理的船舶，建議按照較高級別的計算機網絡安全方案進行實施，全面加固船舶計算機及網絡的可靠性、可恢復性和可維護性，包括配置冗余的網絡設備和建設備用的網絡線路。
　　2.對于正在營運的、比較新的船舶，建議按照中等級別的計算機網絡安全方案進行實施，若條件允許，則可以增加專用的安全管理服務器設備，更新或擴充升級原有的路由器或交換機。
　　3.對于其它具備計算機局域網、船齡比較長的船舶，建議按照較低級別的計算機網絡安全方案進行實施，不增加專用的安全管理服務器設備，主要目標解決計算機網絡防病毒問題。
　　4.對于不具備計算機局域網的老舊船舶，可以進一步簡化安全問題解決方案，著重解決船舶管理信息系統服務器或單機的防病毒問題，以確保服務器或單機上的系統能夠正常運行使用。　　
　　
　　參考文獻：
　　［1］中國長航南京油運股份有限公司SMIS項目實施總結報告
　�。�2］http://www.njtc.com.cn/

【探析船舶計算機網絡系統與網絡安全管理】相關文章：

高校機房的網絡安全管理探析論文12-04

淺談計算機網絡系統的日常管理及維護12-03

探析高校計算機機房開放性管理的措施及對策03-19

計算機電子信息技術及工程管理探析11-30