基于异步驱动的双机TCP代理的研究与实现

论文摘要

随着互联网技术的迅猛发展,计算机网络在人们社会生活中的各个领域发挥着越来越重要的作用。特别是互联网的不断推广应用,计算机网络技术成为人们所关注的全球性热点问题之一。在各种网络技术应用中,传输代理技术因为其在网络安全、链路优化以及网络性能加速的作用,成为了一个重要的网络研究分支。论文首先介绍了课题研究背景、目的及研究内容,在研究和比较单机TCP代理系统的基础上,设计了一个基于异步驱动的双机TCP代理结构模型,并为该结构模型提出了一个异步驱动双机TCP代理有限状态机,使得该结构可以运用到诸如安全隔离控制、基于传输代理的内容缓存以及特定链路传输优化等多个应用场景。异步驱动双机TCP代理结构模型由两大部分组成:双机TCP代理模块和异步I/O驱动模块。以该模型为基础,采用异步I/O驱动机制,对双机TCP代理的实现进行了深入研究,并结合一个网络隔离系统的实际需求,实现了一个支持双机网络隔离系统透明TCP代理原型系统。根据模型设计测试案例对原型系统进行测试和分析,测试结果验证了本文提出的双机TCP代理模型的可行性及正确性,同时测试结果表明该模型具有良好的性能表现。虽然本文主要在网络隔离系统中实现并验证了本文所提出的异步驱动双机TCP代理模型,但是该代理模型具有一定的通用性,在网络安全和网络性能优化等多种场景中,通过适当调整模型结构,都可以作为一种代理模式的基础得到应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容及技术特点
• 1.3 论文的组织结构
• 第二章 相关研究
• 2.1 网络代理技术
• 2.2 I/O 模型介绍
• 2.2.1 同步阻塞 I/O 和同步非阻塞 I/O
• 2.2.2 异步阻塞 I/O 和异步非阻塞 I/O
• 2.2.3 异步非阻塞 I/O 动机
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于异步驱动的双机TCP 代理模型
• 3.1 双机TCP 代理的结构模型
• 3.2 双机TCP 代理模型的多种应用场景
• 3.2.1 网络隔离系统
• 3.2.2 网络代理高速缓存系统
• 3.2.3 卫星TCP/IP 数据传输技术
• 3.3 基于异步驱动的双机TCP 代理状态机
• 3.3.1 客户端服务器代理状态说明
• 3.3.2 服务端服务器代理状态说明
• 3.4 双机TCP 代理流程
• 3.4.1 双机TCP 代理建立流程
• 3.4.2 双机TCP 代理数据交换流程
• 3.4.3 双机TCP 代理结束流程
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于异步I/O 框架的双机TCP 代理的实现
• 4.1 异步I/O 框架ivykis
• 4.1.1 异步I/O 框架ivykis 介绍
• 4.1.2 ivykis 运转流程
• 4.1.3 ivykis 轮询设备
• 4.2 双机TCP 代理服务控制实现
• 4.2.1 代理控制原理
• 4.2.2 代理服务控制实现
• 4.3 双机TCP 代理建立实现
• 4.3.1 客户端服务器的TCP 连接代理连接建立实现
• 4.3.2 服务端服务器的TCP 代理连接建立实现
• 4.4 双机TCP 代理数据转发实现
• 4.4.1 应用缓冲区读写操作策略
• 4.4.2 TCP 代理客户端数据转发实现
• 4.4.3 TCP 代理服务端数据转发实现
• 4.5 本章小结
• 第五章 双机TCP 代理模型在网络隔离系统的应用
• 5.1 基于网络隔离系统的结构模型
• 5.1.1 单机防火墙系统的弱点
• 5.1.2 网络隔离系统体系结构
• 5.1.3 安全分析
• 5.2 透明代理模块
• 5.2.1 透明代理技术需求
• 5.2.2 透明代理总体结构
• 5.2.3 透明代理工作原理
• 5.2.4 透明代理内核模块的实现
• 5.3 本章小结
• 第六章 系统评测及分析
• 6.1 测试内容
• 6.2 测试环境及方法
• 6.3 测试结果及分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文的工作总结
• 7.2 下一步的工作目标
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果