Iptables规则集优化的设计与实现

论文摘要

防火墙作为一种网络或系统之间强制实行访问控制的机制,是确保网络安全的重要手段。防火墙可以是非常简单的过滤器,也可以是精心配置的网关,但它们的原理是一样的,都是监测并过滤所有内部网和外部网之间的信息交换。随着网络功能的日益强大,防火墙的性能已经成为影响网络流量的瓶颈。因此我们在要求防火墙功能强大的同时,希望其性能也更高。如果开发人员想要根据自己特定的需求来配置防火墙、提高防火墙性能,这点在Linux系统下不难实现。Linux是一种开源的操作系统,以其稳定性和安全性著称。netfilter/iptables系统是Linux下一个功能非常强大的防火墙系统。本文首先分析了netfilter/iptables系统的结构和iptables工作原理,然后介绍了iptables规则集,最后提出了一种有效的规则集优化算法,并在Linux下实现。在实现过程中给出了对规则集系统优化的算法实验结果和部分关键代码。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 防火墙技术现状及国内外研究现状
• 1.2.1 防火墙技术现状
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作和论文结构
• 1.3.1 主要工作
• 1.3.2 论文结构
• 第二章 NETFILTER/IPTABLES 系统结构
• 2.1 NETFILTER/IPTABLES 系统简介
• 2.2 NETFILTER 系统结构
• 2.3 IPTABLES 系统结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 NETFILTER/IPTABLES 工作原理
• 3.1 表和链
• 3.1.1 表
• 3.1.2 链
• 3.2 NETFILTER/IPTABLES 工作流
• 3.3 数据包过滤原理
• 3.4 本章小结
• 第四章 IPTABLES 规则详解
• 4.1 命令
• 4.2 匹配
• 4.2.1 通用匹配
• 4.2.2 隐含匹配
• 4.2.3 显式匹配
• 4.3 目标
• 4.3.1 ACCEPT target
• 4.3.2 DNAT target
• 4.3.3 DROP target
• 4.3.4 LOG target
• 4.3.5 MARK target
• 4.3.6 MASQUERADE target
• 4.3.7 REJECT target
• 4.3.8 RETURN target
• 4.3.9 REDIRECT target
• 4.3.10 SNAT target
• 4.4 本章小结
• 第五章 规则集系统优化与实现
• 5.1 算法思想
• 5.1.1 算法基础
• 5.1.2 规则替换
• 5.1.3 规则合并
• 5.2 IPTABLES 代码结构
• 5.2.1 数据结构
• 5.2.2 相关函数
• 5.2.3 运行流程
• 5.3 算法实现
• 5.3.1 主要函数
• 5.3.2 算法流程
• 5.3.3 代码注释
• 5.4 算法实验结果
• 5.4.1 实验环境
• 5.4.2 功能测试
• 5.4.3 性能测试
• 5.4.4 实验总结
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结及展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间发表的文章