基于Linux的流量统计及网络访问控制系统的设计与实现

论文摘要

随着计算机技术的快速发展,网络应用已经在全球得以推广,人类已经进入了网络时代。网络已经成为了人们日常生活中不可缺少的一部分,并在国民经济中发挥着日益重要的作用。然而,由于宽带网络的日益普及,网络流量越来越大。有效地管理网络资源、科学合理地对网络资源的使用和占用进行计量,同时有效地监督和控制人们上网行为,避免无为的上网可能带来的工作效率降低和网络资源的浪费,已经成为迫在眉睫的重要问题。本课题是以Linux防火墙的框架Netfilter/iptables为基础,利用Netfilter的配置工具iptables进行规则设置,结合apache服务器和CGI技术设计一个流量统计及用户网络访问控制系统,以此来对局域网内的用户进行网络管理和监督。本系统以B/S架构为基础进行开发,服务器运行在Linux操作系统平台上,主要实现对用户上网进行流量统计,流量查询,网络访问控制,用户连网、断网等功能。本文首先对Linux防火墙技术以及自Linux内核2.4版本之后引入的Netfilter防火墙框架体系结构进行了详细的介绍。随后,在简要叙述了该系统的工作流程后,针对各个功能模块实现进行详细的讨论。系统共分为用户网络连接模块、流量统计模块、流量查询模块和用户网络访问控制模块四大部分,在用户网络连接和流量查询模块中使用了CGI技术,利用iptables和tc等配置工具完成了流量统计和用户网络访问控制等功能。最后,本文提出了这个系统的测试环境、测试方法以及测试结果,并对本文的工作进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的实际意义
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文结构
• 第2章 关键技术
• 2.1 Netfilter防火墙框架简介
• 2.1.1 Netfilter的工作原理
• 2.1.2 用户空间工具iptables
• 2.1.3 iptables的基本命令
• 2.2 流量控制TC
• 2.2.1 流量控制原理
• 2.2.2 tc的基本命令
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统分析
• 3.1 需求分析
• 3.1.1 功能分析
• 3.1.2 系统用例分析
• 3.2 系统的可行性分析
• 3.2.1 经济可行性分析
• 3.2.2 技术可行性
• 3.2.3 运行可行性
• 3.3 系统开发环境
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统设计
• 4.1 系统体系结构设计
• 4.2 数据库设计
• 4.2.1 数据库的E-R图
• 4.2.2 数据库的物理结构
• 4.3 功能模块设计
• 4.3.1 用户网络连接模块的功能设计
• 4.3.2 用户网络访问控制模块的功能设计
• 4.3.3 流量统计模块的功能设计
• 4.3.4 流量查询模块的功能设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统实现
• 5.1 系统环境及配置
• 5.1.1 网络环境配置
• 5.1.2 软件环境配置
• 5.2 流量统计模块的实现
• 5.2.1 当前流量统计模块的实现
• 5.2.2 月流量统计模块的实现
• 5.3 CGI数据传输的实现
• 5.4 用户网络连接模块的实现
• 5.4.1 用户登录连网模块的实现
• 5.4.2 用户退出断网模块的实现
• 5.5 流量查询模块的实现
• 5.6 用户网络访问控制模块的实现
• 5.6.1 初始化规则脚本
• 5.6.2 网络访问权限配置模块和网络速率控制模块的实现
• 5.7 本章小结
• 第6章 系统测试
• 6.1 建立测试准则
• 6.2 搭建测试环境
• 6.3 确定测试项目
• 6.3.1 用户连网、断网测试
• 6.3.2 用户网络访问控制测试
• 6.3.3 流量统计测试
• 6.3.4 流量查询测试
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论
• 7.1 本文的工作总结
• 7.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢