基于Linux的网络行为管理网关系统内核模块设计与实现

论文摘要

随着因特网的普及和广泛使用,大家越来越多的开始使用因特网,但由于网络的特殊性,人们鉴别能力的限制,对人们网络行为的控制越来越多地依赖于各类的计算机软、硬件上。“网络行为,不管不行”已经成为广大互联网用户的共同呼声,如何在最大利用互联网优势的同时,避免问题和风险,兴利除弊,唯一有效的解决方案是实施强制性的网络行为管理。网络行为管理网关系统着眼于内部Internet网络应用管理需求,在不影响网络运行效率和改变现有网络配置的条件下,对内部人员使用互联网的情况进行有效的管理和控制。内核模块共分为四个部分:流量统计子系统、P2P协议识别及控制子系统、流媒体协议识别及控制子系统、WEB黑白名单管控子系统。流量统计子系统充分利用Netfilter这个网络功能框架,实现了基于Linux操作系统的网络流量统计功能。P2P协议识别及控制子系统实现了P2P协议在Linux操作系统下的识别并用MySQL建立了用户角色数据表,用来对P2P协议的流量进行控制。流媒体协议识别及控制子系统实现了流媒体协议在Linux操作系统下的识别及控制功能,包括IP包捕获、协议识别、协议控制、存储模块四个模块。WEB黑白名单管控子系统针对人们浏览网页时的行为管理,通过黑白名单系统对人们网络浏览行为进行相应的控制。本系统综合运用网络安全技术手段对内部连接Internet的主机采用监测、控制、审计等安全机制,对网络连接状况、用户上网情况、网络通信内容、个人占用资源进行集中的监控与管理。采取事前设防、事中监控、事后审计的管理模式,融策略管理、资源监测、行为控制、内容审查、应用审计等功能于一体,实现对整个网络和终端的实时管理与控制,提高网络资源的使用效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 流量统计
• 1.2.2 P2P 协议识别及控制技术
• 1.2.3 流媒体协议识别及控制
• 1.2.4 WEB 黑白名单管控
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文章节的安排
• 第二章 基础知识
• 2.1 网络核心堆栈的工作过程
• 2.2 数据包的过滤技术
• 2.2.1 Netfilter 简介
• 2.2.2 Netfilter 的挂接点和返回值
• 2.2.3 钩子函数的注册与注销
• 2.3 内核态与用户态的通信技术
• 2.3.1 常见内核空间、用户空间的通信方式
• 2.3.2 Netlink 的介绍与优势
• 2.4 数据库简介
• 2.4.1 数据库的选用
• 2.4.2 MySql 的C 语言程序接口
• 第三章 各子系统的设计方案
• 3.1 流量统计子系统
• 3.1.1 设计思想
• 3.1.2 主要框架
• 3.2 P2P 协议的识别及控制子系统
• 3.2.1 系统设计
• 3.2.2 主要模块
• 3.3 流媒体协议识别及控制子系统
• 3.3.1 设计原理
• 3.3.2 总体结构
• 3.3.3 主要模块
• 3.4 WEB 黑白名单管控子系统
• 3.4.1 黑白名单具体设计
• 3.4.2 IP 数据包源地址及域名的提取
• 3.4.3 IP 与域名的比对
• 第四章 各子系统的实现
• 4.1 流量统计子系统
• 4.1.1 流量统计模块
• 4.1.2 Netlink 传输框架说明
• 4.1.3 数据库存储模块
• 4.2 P2P 协议识别及控制子系统
• 4.2.1 Netfilter 对P2P 协议数据包的捕获处理
• 4.2.2 P2P 协议识别
• 4.2.3 P2P 协议控制
• 4.2.4 建立日志
• 4.3 流媒体协议识别及控制子系统
• 4.3.1 IP 数据包截获
• 4.3.2 协议识别
• 4.3.3 协议控制
• 4.3.4 日志存储
• 4.4 WEB 黑白名单管控子系统
• 4.4.1 用户态读取数据库并发往核态
• 4.4.2 核态接收用户发送的数据包
• 4.4.3 核态提取HTTP 数据包中源IP 与网站域名
• 4.4.4 数据包的过滤处理
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢