IPv6安全网关系统的设计与实现

论文摘要

1998年年初，IPv6协议的基本框架逐步成熟，同年年底，IETF成立了专门的工作组——Ngtrans研究从现有的IPv4网络向IPv6网络的过渡策略和必要的技术。1996年，国际的IPv6试验网——6bone成立。现在，6bone已经扩展到全球50多个国家和地区，成为IPv6研究者、开发者和实践者的主要平台。2001年以来，国家计委、科技部、自然基金委、信息产业部相继启动关于IPv6的研究项目。如2002年863高性能IPv6路由器重大研究项目分为硬件、协议栈软件以及测试三个子课题完成了招标工作，其它有关IPv6网络安全和服务质量的重大课题也相继公布。随着网络的发展，语音、视频、数据等多媒体业务的开展，对网络提出了更高的要求，所以就有了下一代网络-NGN（Next Generation Network），而在NGN中首先要解决的就是IP地址的问题-IPv6，新的业务的增加，安全是必不可少的，也是至关重要的。那么IPv4所用的安全技术已不能满足IPv6技术，所以IPv6下安全网关技术的研究有着重大的意义。本文主要研究了IPv6安全网关的总体设计架构，给出了分组过滤、NAT-PT、路由三个主模块的详细设计；采用了一种基于Linux2.4.1内核下Netfilter和iptables两组件的分组过滤的具体实现方法。在总体设计中本文设计了一套在Linux平台下基于Web可视化配置界面的IPv6安全网关系统，与用户直接交互的是系统的最顶层——Web可视化配置界面。Web可视化配置界面包含六个主要的模块，分别是系统管理、日志管理、用户管理、策略管理、NAT-PT管理和网络配置。Web界面的下层是IPv6分组过滤、NAT-PT和路由转发三个模块，这三个模块实现了IPv6安全网关的三个主要功能。系统的底层是Linux操作系统的支持。分组过滤用于过滤经过或是进出安全网关的IPv6报文，分组过

论文目录

第一章绪论

1.1 IPv6安全网关的研究背景

1.2 国内外研究动态

1.3 本课题的目的和意义

1.4 论文主要内容及结构安排

第二章网络安全

2.1 网关概念

2.1.1 协议网关

2.1.2 应用网关

2.1.3 安全网关

2.2 网络安全概述

2.2.1 网络安全的主要威胁

2.2.2 黑客常见攻击手段

2.3 网络安全目标

2.4 网络安全策略

2.4.1 身份验证和访问控制

2.4.2 安全传输

2.4.3 网络入侵检测和保护

2.4.4 内容过滤和隐私保护

2.5 网络安全关键技术

2.5.1 数据加密技术

2.5.2 身份认证技术

2.5.3 安全协议

2.5.4 防火墙技术

第三章 IPV6特性

3.1 IPv6概述

3.2 IPv6地址方案

3.3 IPv6的报头格式

3.3.1 IPv6的基本报头

3.3.2 IPv6的扩展报头

3.4 ICMPv6

3.5 IPv6的路由

3.6 IPv6的安全

3.7 IPv4向IPv6的过度策略和技术

第四章 IPV6安全网关的总体设计

4.1 IPv6安全网关的总体结构

4.1.1 IPv6安全网关的网络环境

4.1.2 IPv6安全网关的系统结构

4.2 各模块关系说明

4.2.1 策略管理与其它模块的关系

4.2.2 网络管理与其它模块的关系

4.2.3 NAT管理与其它模块的关系

4.2.4 系统管理与其它模块的关系

4.2.5 用户管理与其它模块的关系

4.2.6 日志管理与其它模块的关系

4.3 IPv6安全网关的报文处理

4.3.1 IPv6网络发送到IPv4网络的报文

4.3.2 IPv4网络发送到IPv6网络的报文

4.3.3 IPv6网络发送到IPv6网络的报文

4.3.4 IPv6网络发送到安全网关主机的报文

4.3.5 安全网关主机发送到IPv6网络的报文

第五章 IPV6安全网关的模块设计

5.1 分组过滤模块设计

5.1.1 概述

5.1.2 安全网关的规则

5.1.3 规则的行为

5.1.4 规则的条件表达式

5.2 NAT-PT模块

5.2.1 概述

5.2.2 子模块及其功能描述

5.2.3 主要处理流程

5.3 路由转发模块

5.3.1 概述

5.3.2 路由信息交互

5.4 分组过滤模块的实现

5.4.1 Netfilter/iptables工作原理

5.4.2 iptables实现

5.4.3 测试

第六章结论

6.1 论文工作总结

6.2 后续工作的展望

参考文献

致谢

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