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基于WEB代理的访问控制网关系统研究与实现

作　者: 张鑫
导　师: 杨武
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: Web代理 缓存替换 Greedy Dual-Size算法 URL字符串匹配 Hash-WB-Like算法
分类号: TP393.07
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着互联网爆炸式的发展，越来越多的人开始使用互联网，并且互联网中信息量变得越来越大，导致网络拥堵日益严重，降低了网络服务质量。另一方面，互联网中充斥的暴力、反社会、色情等大量不良信息不仅败坏社会风气，还严重影响未成年人身心的健康成长。处于内外网出入口位置的Web代理服务器不仅能通过使用缓存技术来加速用户访问，还能通过使用黑白名单控制用户访问的URL，从而能够很好的解决以上两个问题。因此，如何提升Web缓存替换算法和URL字符串匹配算法的性能变得越来越重要。首先，本文提出了一种基于Web对象的空间局部性和流行度改进的GreedyDual-Size缓存替换算法。Greedy Dual-Size算法综合考虑了Web对象的大小、时间局部性以及获取该Web对象耗费的代价，并以此来计算Web对象的缓存价值。但是，当多个Web对象的缓存价值一样时，Greedy Dual-Size算法可能会将用户访问频率高、联系紧密的Web对象替换出缓存。针对这种情况，本文使用Web对象的空间局部性和流行度来改进Greedy Dual-Size算法。实验结果表明改进的Greedy Dual-Size算法在Web对象命中率和字节命中率方面有明显的提升，并且还降低了访问延迟率。其次，本文提出了一种基于用户访问行为分布特点改进的Hash-WB-Like URL字符串匹配算法。针对用户访问的大部分URL都在黑名单中匹配失败的情况，本文首先使用位图法改进Hash-WB-Like算法，从而避免大部分URL在桶链表上的匹配操作；然后使用小部分内存存储合法并且用户访问概率高的URL用于白名单匹配，从而减少在数据量巨大的黑名单中匹配的次数。实验结果表明改进的Hash-WB-Like算法在URL字符串匹配性能表现方面有明显的提升。最后，本文综合上述两种改进算法设计并实现了基于Web代理的访问控制网关系统。本文对该系统的模块设计与实现做了简要说明，同时给出了该系统的功能和性能测试结果。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 课题研究背景及意义  11-13
  1.2 论文研究内容  13
  1.3 论文组织结构  13-15
第2章 相关技术与现状  15-27
  2.1 Web代理服务器  15-17
    2.1.1 Web 代理服务器类型  15-17
    2.1.2 相关协议  17
  2.2 Web缓存替换技术  17-23
    2.2.1 Web 缓存部署位置  17-18
    2.2.2 Web 对象缓存价值  18-20
    2.2.3 Web 缓存工作流程  20-21
    2.2.4 缓存替换算法  21-23
  2.3 基于URL过滤的Web访问控制技术  23-26
    2.3.1 Web 访问控制的类型  23-24
    2.3.2 URL 过滤技术  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章 基于Web对象空间局部性和流行度的GDS算法研究  27-43
  3.1 缓存替换算法概述  27
  3.2 Web对象缓存价值影响因素  27-31
    3.2.1 Web 对象流行度  28-29
    3.2.2 Web 对象的大小  29-30
    3.2.3 Web 对象局部性  30-31
  3.3 Web缓存性能评价指标  31-32
    3.3.1 Web 对象命中率  31
    3.3.2 字节命中率  31-32
    3.3.3 访问延迟率  32
  3.4 改进GDS算法  32-38
    3.4.1 GDS 算法  32-33
    3.4.2 GDS 算法存在的问题  33-35
    3.4.3 GDS 算法改进  35-38
  3.5 对比实验与分析  38-42
    3.5.1 实验环境  38-39
    3.5.2 实验步骤  39
    3.5.3 实验结果与分析  39-42
  3.6 本章小结  42-43
第4章 基于位图法和动态白名单改进的Hash_WB_Like算法  43-58
  4.1 基于URL过滤的访问控制  43-44
  4.2 URL字符串特点分析  44-45
    4.2.1 URL 大小写不敏感  44
    4.2.2 URL 存储问题  44
    4.2.3 用户访问 URL 分布  44-45
  4.3 Hash_WB_Like算法  45-48
    4.3.1 URL 预处理  45-47
    4.3.2 Wu-Manber-like 匹配  47-48
    4.3.3 Hash_WB_Like 算法  48
  4.4 Hash_WB_Like 算法的改进  48-54
    4.4.1 Hash_WB_Like 算法存在的问题  48-49
    4.4.2 基于位图法的 Wu-Manber-like 算法的改进  49-50
    4.4.3 动态 URL 白名单算法  50-52
    4.4.4 基于位图法和动态白名单改进 Hash_WB_Like 算法  52-54
  4.5 对比实验与分析  54-57
    4.5.1 实验环境  54
    4.5.2 实验步骤  54
    4.5.3 实验结果与分析  54-57
  4.6 本章小结  57-58
第5章 基于WEB代理的访问控制网关设计与实现  58-67
  5.1 系统实现目标  58
  5.2 系统总体设计  58-60
    5.2.1 系统的网络结构  58
    5.2.2 系统的模块设计  58-60
  5.3 系统具体实现  60-63
    5.3.1 系统主进程  60-62
    5.3.2 系统子进程  62-63
  5.4 功能及性能测试  63-66
    5.4.1 功能测试  63-65
    5.4.2 性能测试  65-66
  5.5 本章小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-72
致谢  72

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