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基于众志863芯片的状态防火墙设计实现

作　者: 张铭磊
导　师: 王锋；邓辉
学　校: 昆明理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 防火墙包过滤状态检测 Netfilter Iptables
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 11次
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内容摘要

随着信息时代的飞速发展,互联网越来越普及了,同时使用互联网的人越来越多。我国已经成为全球使用互联网人数最多的国家。许多网络业务,比如,网络银行、电子货币、电子商务等,都要求有非常高的交易安全性能。所以网络安全是一个十分重要的领域。而在保护网络安全的时候,防火墙技术是一种被普遍运用的技术。同时它也随着互联网技术的发展而发展,从出现到现在已经经历了三代的发展。而最新的技术则是状态检测技术。状态检测防火墙相比以往的防火墙来,它同时具备了上两代的优点,而且克服了许多缺点,是一种性能优秀的防火墙。众所周知,信息安全关系着企业、民生、经济、军事、国家等各个方面的安全,如果将我们国家的信息系统、安全体系建立在国外的技术之上,那么就根本没有安全可言。但是目前,国内防火墙产品市场同质化现象非常严重。大部分产品不仅采用相同的硬件,而且多个安全厂家也采用相同的平台。更为重要的是,防火墙平台所采用的国外芯片,都是建立在国外核心技术之上的,因此存在CPU后门、序列号外泄等安全隐患。由于近年来,我国信息产业迅速发展,自我研发水平提高,制造出了有我们自主知识产权的CPU产品,并且有些型号已经批量生产。因此在国产CPU的平台上设计和制造相关产品不仅能提高我国的科技竞争力,而且也能拥有完全自主知识产权的产品。从而更好的服务国家信息安全需要。本文提出并设计了基于国产北大众志-863 CPU的状态检测防火墙总体框架,对其软硬件进行模块化设计与实现。最后对防火墙的功能和性能等方面进行了测试。测试结果表明,国产基于CPU的状态防火墙,能够满足百兆网络下的通信安全的需求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章概述  8-12
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 国内外发展现状  9-11
  1.3 本文的主要内容  11
  1.4 本文的组织结构  11-12
第二章基于状态检测的硬件防火墙的设计背景  12-22
  2.1 防火墙的体系结构  12-14
    2.1.1 双重宿主主机体系结构  12-13
    2.1.2 被屏蔽主机体系结构  13
    2.1.3 被屏蔽子网体系机构  13-14
  2.2 现有技术的分析  14-18
    2.2.1 包过滤技术  14-15
    2.2.3 代理技术  15-16
    2.2.4 状态检测技术  16-17
    2.2.5 防火墙其他相关技术  17-18
  2.3 流行的开发工具研究与分析  18-22
    2.3.1 硬件方面  18-19
    2.3.2 操作系统方面  19-20
    2.3.3 国内外防火墙产品现状  20-22
第三章状态检测防火墙总体设计  22-46
  3.1 硬件平台的选取  22-25
  3.2 软件平台的选取  25-36
    3.2.1 Linux的网络分析  26-29
    3.2.2 Netfilter/Iptables框架的简介  29-36
  3.3 状态检测防火墙的工作流程  36-38
    3.3.1 状态检测技术的算法分析  37-38
  3.4 状态检测防火墙总体结构设计  38-46
    3.4.1 系统内核模块  39
    3.4.2 控制管理模块  39-41
    3.4.3 访问控制模块  41-43
    3.4.4 状态检测模块  43-46
第四章状态检测机制的实现分析  46-60
  4.1 状态检测模块的设计  47-51
    4.1.1 TCP的状态检测分析  47-49
    4.1.2 UDP的状态检测分析  49-50
    4.1.3 ICMP的状态检测分析  50-51
  4.2 状态检测模块的实现  51-60
    4.2.1 TCP的状态检测实现  52-55
    4.2.2 UDP的状态检测实现  55-57
    4.2.3 ICMP的状态检测实现  57-60
第五章利用状态检测来实现NAT子系统  60-64
  5.1 动态NAT功能分析  60-61
  5.2 动态NAT功能设计分析  61
  5.3 动态NAT详细设计  61-64
第六章系统功能测试和性能测试  64-72
  6.1 功能测试  64-68
    6.1.1 测试TCP过滤功能  64-65
    6.1.2 测试UDP过滤功能  65-66
    6.1.3 测试ICMP过滤功能  66-68
    6.1.4 测试NAT功能  68
    6.1.5 测试RDR功能  68
  6.2 性能测试  68-72
第七章结论和展望  72-74
  7.1 本文的总结  72
  7.2 下一步的工作  72-74
致谢  74-76
参考文献  76-79
附录A (攻读学位期间发表论文目录)  79

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