基于微通信元系统构架的安全主机的设计和实现

论文摘要

Internet 通信目前已经成为人们生活和工作中的一个基本部分,它提供了通用的相互连接,同时又允许每个组织使用最适合自己需求的任何网络硬件。互联网的两个主要协议称为TCP/IP 协议,它为Internet 提供了基础,它可在任何相互连接的一系列网络之间进行通信。TCP/IP 技术和Internet 都在继续进化,不断有新协议的建议和旧协议的修订。但是,最显著的变化不是产生于增加的网络连接,而产生于增加的网络通信量。因此,我们需要更高容量高效率的通信技术来适应这种增长。基于这种现状,本文介绍了一种基于服务元的新型网络体系结构。文章首先阐述了服务元网络体系结构的定义以及特点:它是一种非层次的网络体系结构,由服务元来完成各种网络功能。介绍了服务元的定义、分类:服务元只提供服务,而不接收服务,它共分为5 类,分别执行不同的网络功能。还介绍了服务元管理器的工作流程,它的主要任务是负责维护进程访问网络的服务元链结构,并且根据服务元链调度相应的服务元实现。基于以上,文章提出了微通信元系统架构的总体模型、网络地址、数据包格式以及各个模块的设计。目前的简单模型中包含系统调用,服务元管理器、路由配置处理、NIC 服务元、缓冲队列管理和初始化等几个模块。文章接着介绍了在Linux 操作系统下,怎么进行内核开发、添加系统调用,以及其模块实现机制;并重点阐述了在微通信元系统架构下主机上无连接数据的发送和接收,以及对数据进行数字签名实现其安全认证的功能,在此基础上设计并实现了无连接数据发送服务元、无连接数据接收服务元和安全认证服务元;最后通过测试得出了微通信元系统架构的特点,其传输效率高,实现简单且容易扩展。文末还给出了对工作的进一步扩展和完善。无连接数据的安全传输服务的成功实例为分析服务元网络体系结构的性能,以及以后在这个体系结构中添加新的网络功能提供了较好的参考。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 缩略语
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题任务和开发环境
• 1.3 论文结构
• 第二章 服务元网络体系结构
• 2.1 现有层次网络体系结构存在的不足之处
• 2.2 部分待设计开发的新型网络体系结构简介
• 2.3 服务元网络体系结构
• 2.3.1 服务元网络体系结构的节点模型
• 2.3.2 服务元网络体系结构中的网络地址
• 2.3.3 服务功能元素和服务
• 2.3.4 服务元的分类定义
• 2.4 微通信元系统构架
• 2.4.1 微通信元系统构架的参考模型
• 2.4.2 微通信元系统架构中的网络地址
• 2.5 服务元网络体系结构的扩展性
• 2.6 层次网络体系结构向服务元网络体系结构的过渡
• 第三章 基于微通信元系统架构的安全主机的总体设计
• 3.1 总体模型设计
• 3.1.1 系统调用
• 3.1.2 缓冲队列管理
• 3.1.3 服务元管理器
• 3.1.4 NIC 服务元
• 3.1.5 路由配置管理
• 3.1.6 网络系统初始化
• 3.2 包格式
• 3.3 服务元管理器设计
• 3.3.1 服务元管理器介绍
• 3.3.2 服务元管理器功能
• 3.3.3 服务元管理器初始化过程
• 3.3.4 与缓冲区的交互
• 3.3.5 与用户接口的交互
• 3.4 服务元设计
• 3.4.1 安全认证服务元的设计
• 3.4.1.1 当今网络通信的安全问题
• 3.4.1.2 公共秘钥加密
• 3.4.1.3 身份认证机制
• 3.4.1.4 安全认证服务元设计
• 3.4.2 其他服务元的设计
• 3.4.2.1 无连接发送数据服务元
• 3.4.2.2 无连接接收数据服务元
• 3.4.2.3 NIC 服务元
• 第四章 无连接（数据报）服务在安全主机上的实现
• 4.1 LINUX 操作系统及其开发
• 4.1.1 Linux 操作系统介绍
• 4.1.2 Linux 内核开发
• 4.1.3 Linux 下的系统调用机制
• 4.1.4 Linux 的模块实现机制
• 4.2 网络编程
• 4.2.1 安全认证服务元的实现
• 4.2.1.1 系统通信模型设计
• 4.2.1.2 具体功能模块实现
• 4.2.1.3 认证算法MD5 和加解密算法RSA
• 4.2.2 无连接发送数据服务元的实现
• 4.2.2.1 无连接发送数据流程
• 4.2.2.2 无连接发送数据模型
• 4.2.3 无连接接收数据服务元的实现
• 4.2.3.1 无连接接收数据流程
• 4.2.3.2 无连接接收数据模型
• 4.3 用户接口模块的实现
• 4.3.1 用户接口的主要功能
• 4.3.2 susocket 详细设计
• 4.3.3 程序描述
• 第五章 系统测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试方法和数据
• 5.2.1 内核模块方式
• 5.2.2 单机loopback 方式测试
• 5.2.3 双机测试
• 第六章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 项目创新性及系统特点
• 6.3 系统的完善和进一步扩展
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历