基于IXP425网络处理器的嵌入式防火墙的设计与实现

论文摘要

过去的防火墙大都属于硬件防火墙的范畴，即是以Intel X86为基本架构而衍生的各种防火墙，归根到底其原理与实现手段都是一样的。如果基本架构本身存在或发现具备一定的不可提升的缺陷时，也就是在使用的过程中发现本身具有的先天硬件缺陷，以至于在未来的发展前景上看会是技术上的巨大落后和阻碍。通过实验和研究发现，如果仅仅只是在加速硬件的性能和存储量上着手下功夫，那就是治标不治本，也不符合现代科技发展的要求。人为的采用专用加速硬件，只会对研究和使用带来诸多不便，而且巨大的人工耗费及所需较长的周期，更加使病毒库的更新滞后于病毒的衍生和进化。本论文在现有技术上，结合各种因素对现今网络使用的安全性、便捷性和可靠性的影响，最终采用网络病毒处理器处理网络流量，实现辨识、屏蔽、筛选外来数据，从而提升研究效率，减少开发周期。在具体使用过程中，设计既结合硬件防火墙的一些优点，还通过对包过滤、常规的计算及转发等操作进行的优化，实现对网络往来数据的高速辨析与处理，最终满足用户需求和对病毒进化的有效过滤。将嵌入式linux与网络处理器相结合是本篇文章所要阐述的核心内容，基本思想是先确定屏蔽一切外来数据，然后制定选择可入数据，最终实现防火墙功能，过滤、保护内部网络的使用安全，从而为上层软件提供稳定而可靠的支持。本文的设计基于实际应用的需求，在现有技术上进行了改进。经验证表明，本文实现的防火墙具有操作简单、成本低廉等特点，能有效降低网络风险，减少网络维护成本。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 主要工作
• 第二章 防火墙的技术
• 2.1 概念及功能
• 2.2 LINUX 防火墙
• 2.3 过滤功能
• 2.4 IPTABLES 管理程序
• 2.4.1 iptables 的简介
• 2.4.2 iptables 的原理
• 2.4.3 iptables 的命令
• 2.5 本章小结
• 第三章 网络处理器 IXP425 的硬件资源
• 3.1 IXP 420、421 及 422 三种网络的处理器
• 3.2 IXP425 的结构
• 3.2.1 IXP425 的内核
• 3.2.2 网络处理引擎（NPE）
• 3.3 IXP425 网络处理器的硬件开发的平台
• 3.3.1 PCI 模块
• 3.3.2 基于 NPE 扩展的 LAN/WAN 模块
• 3.3.3 SDRAM 模块电路
• 3.3.4 JTAG 接口电路
• 3.3.5 FLASH 接口电路
• 3.3.6 UART 接口电路
• 3.4 本章小结
• 第四章 防火墙总体功能的设计和实现
• 4.1 平台环境搭建
• 4.1.1 防火墙开发环境的建立
• 4.1.2 引导程序
• 4.1.3 定制 linux 内核
• 4.1.4 定制根系统
• 4.2 防火墙规则的建立
• 4.2.1 数据包的过滤策略
• 4.2.2 防火墙具体的设计
• 4.2.3 过滤器 URL 功能的设计
• 4.3 WEB 图形化的配置的界面
• 4.3.1 BOA web 服务器的配置
• 4.3.2 CGI 的设计
• 4.3.3 URL 的远程配置
• 4.3.4 客户端的配置界面
• 4.4 本章小结
• 第五章 防火墙的测试
• 5.1 防火墙性能测试
• 5.1.1 测试环境配置
• 5.1.2 防火墙的主要性能参数
• 5.1.3 测试结果和分析
• 5.2 防火墙功能测试
• 5.2.1 测试环境配置
• 5.2.2 功能测试
• 5.2.3 测试结果与分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献