防火墙/安全设备为什么是丢包“重灾区”?核心原因竟是……

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hello,我是网工小陈。

“网络明明测速千兆,实际传输只有几MB?”
“ping防火墙延迟1ms,过防火墙后丢包率30%!”
“业务高峰期,VPN用户集体掉线……”

在企业网络中,防火墙、UTM、下一代防火墙等安全设备本应是“守护者”,却常常成为网络性能的瓶颈丢包的“重灾区”

为什么一个“安全设备”反而导致网络不稳定?

配置错了?策略太严?还是设备不行?

想必大家都碰到过这样的问题,今天就带大家深入剖析防火墙丢包的三大核心原因



一、安全设备为何“拖后腿”?

典型表现:

  • ✅ 内网测速正常,过防火墙后速度骤降

  • ping防火墙自身延迟低,但ping外网延迟高、丢包

  • ✅ 业务高峰期(如视频会议、大文件传输)连接失败或中断

  • ✅ 防火墙CPU或内存利用率持续 >80%

  • ✅ 日志中频繁出现session table fullpolicy deny等告警

    防火墙/安全设备为什么是丢包“重灾区”?核心原因竟是……_img_1

🔍关键判断
如果绕过防火墙直连,网络恢复正常→ 问题极可能出在防火墙



二、原因一

会话表(Session Table)满了!

什么是会话表?

防火墙是状态检测设备,它会为每一个网络连接(如TCP会话、UDP流)创建一条会话表项,记录:

  • 源IP、源端口

  • 目的IP、目的端口

  • 协议类型

  • 连接状态(如ESTABLISHED)

  • 老化时间

只有匹配会话表的流量才被允许通过。

为什么会“满”?

  • 用户过多:500人同时上网,每人产生几十个会话 → 轻松超万条

  • P2P/下载软件:迅雷、BT等应用会创建海量短连接

  • 病毒或扫描:内网主机中毒,对外发起大量扫描请求

  • 会话老化时间过长:TCP会话默认老化30分钟,连接未及时释放

后果:

  • 新连接无法创建会话表项 →连接失败、网页打不开

  • 防火墙CPU忙于处理会话查询 → 性能下降

查看命令(华为USG):

<Huawei> display firewall session table verbose | count
# 当前会话数:120,000
# 查看最大容量:
<Huawei> display firewall statistic system-capability
# Session Table: Max 100,000 → 已超限!

解决方案

  1. 优化老化时间
    [USG] firewall session aging-time tcp 600 # 从1800秒改为600秒
    [USG] firewall session aging-time udp 60 # UDP从120秒改为60秒
  2. 限制单用户最大会话数
    [USG] firewall session link-limitsource-ip 192.168.1.0 24 maximum 500
  3. 升级设备:选择会话数规格更高的型号


三、原因二

安全策略(Policy)匹配效率低

问题本质:策略越多,匹配越慢

防火墙对每个数据包都要遍历安全策略列表,直到找到匹配项。

如果策略数量多、顺序乱、范围大,那么这个匹配过程将消耗大量CPU。

防火墙/安全设备为什么是丢包“重灾区”?核心原因竟是……_img_2

典型“自杀式”配置:

[USG] policy interzone trust untrust outbound
[USG-policy-interzone-trust-untrust-outbound] rule 1 deny ipsource192.168.1.100 0.0.0.0 # 拦1个IP
[USG-policy-interzone-trust-untrust-outbound] rule 2 permit ipsourceany destination any # 放行所有
  • 问题:拒绝规则放前面,但绝大多数流量是“允许”的,

    每个包都要先匹配rule 1,再匹配rule 2→ 效率低下

更严重的情况:

  • 策略中使用any any允许所有 → 防火墙无法做深度检测,被迫放行

  • 启用IPS、AV、URL过滤等深度检测功能→ 每个包都要解包分析,性能骤降

优化建议:

  1. 策略排序:高频放前面,精确放前面
    rule 1 permit tcpsource192.168.1.0 0.0.0.255 destination 8.8.8.8 0.0.0.0 destination-port eq 53
    rule 2 deny ipsource192.168.1.100 0.0.0.0
  2. **避免any any**,明确源/目的IP和端口
  3. 按业务分区域,减少跨区域策略数量
  4. 关闭不必要的深度检测功能


四、原因三

硬件性能瓶颈

即使配置完美,设备硬件能力不足仍是硬伤。

关键性能指标:

指标
说明
影响
吞吐量
设备最大转发能力
(如1Gbps/5Gbps)
决定带宽上限
并发会话数
最大会话表容量
(如10万/100万)
决定支持用户数
新建连接速率(CPS)
每秒新建会话数
(如1万/5万)
影响突发流量处理能力
开启安全功能后性能
开启IPS/AV后吞吐量可能下降50%以上
真实场景性能

常见误区:

  • 只看“标称吞吐量”,忽略“开启安全功能后性能”

  • 用低端防火墙保护千兆互联网出口

  • 多条宽带做负载均衡,但防火墙WAN口只有1Gbps

排查方法:

# 查看实时性能
<Huawei> display cpu-usage
<Huawei> display memory-usage
<Huawei> display firewall statistics system
# 查看安全功能性能损耗
<Huawei> display firewall performance

解决方案

  • 选型时关注“开启IPS+AV”后的吞吐量

  • 核心出口选用高性能NGFW或防火墙集群

  • 重要业务走Bypass链路(如专线不经过防火墙)



五、优化 checklist

优化项
操作
会话表管理
设置合理老化时间,限制单用户会话数
安全策略优化
策略精简、排序合理、避免any any
关闭冗余功能
关闭不用的IPS规则、URL过滤库
硬件升级
确保设备性能满足业务峰值需求
日志监控
开启会话日志,定期分析异常连接
架构优化
重要业务绕行防火墙,或部署双机负载


总结

防火墙的性能,是安全策略、会话管理、硬件能力的综合体现

它不像交换机那样“傻瓜转发”,而是对每个包进行深度分析和状态跟踪,天然存在性能开销。

🔚最后建议

  1. 定期审计防火墙策略,删除冗余规则
  2. 监控会话数和CPU,设置阈值告警
  3. 选型时留足性能余量,避免“小马拉大车”

让防火墙真正成为“安全屏障”,而不是“网络堵点”。

防火墙/安全设备为什么是丢包“重灾区”?核心原因竟是……_img_3
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网络工程师小陈

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