网络隔离系统TCP透明代理的连接管理技术的研究与实现

论文摘要

随着计算机网络的迅猛发展,特别是互联网的不断推广应用,计算机网络安全问题成为人们所关注的全球性热点问题之一。在各种网络安全技术中,最具代表性的是防火墙技术。然而随着对防火墙技术的深入研究,人们意识到防火墙技术在高安全性方面存在着局限性,网络隔离系统应运而生。从网络隔离技术产生至今,如何在隔离之后更好的进行信息交换一直是网络隔离技术发展的关键所在。当前,高速网络技术的空前发展更是对网络隔离技术在如何高效地实现内、外网数据的安全交换,透明支持的多种网络应用等方面提出了更高的要求。本文在研究和比较防火墙系统与网络隔离系统的结构模型的基础上,提出一种面向网络隔离系统的TCP透明代理双机结构模型。该结构模型由三大部分组成:透明代理的连接管理、透明代理的数据管理和私有交换协议。文中就连接管理中的透明关键技术——报文的重定向、报文的地址转换以及连接映射表进行了深入研究,并设计与实现一套原型系统。最后,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透明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。

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 网络安全技术的发展
• 2.2 防火墙技术的现状及趋势
• 2.3 网络隔离技术的现状及发展趋势
• 2.4 透明代理技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 面向网络隔离系统的TCP代理双机结构模型
• 3.1 网络隔离系统的结构模型
• 3.1.1 单机防火墙系统的弱点
• 3.1.2 网络隔离系统体系结构
• 3.1.3 安全分析
• 3.2 面向网络隔离系统的 TCP透明代理
• 3.2.1 技术需求
• 3.2.2 总体结构
• 3.2.3 工作原理
• 3.3 本章小结
• 第四章 TCP透明代理连接管理的设计与实现
• 4.1 Linux内核模块的开发
• 4.1.1 内核模块的装载/卸载
• 4.1.2 基于 Netfilter框架的hook函数
• 4.2 TCP报文的重定向
• 4.2.1 代理端口表（服务控制函数）
• 4.2.2 代理条件的判断
• 4.3 TCP报文的地址转换
• 4.3.1 TCP连接的三次握手
• 4.3.2 地址转换流程
• 4.4 TCP连接映射表
• 4.4.1 连接映射表的总体结构
• 4.4.2 连接映射表的操作流程
• 4.4.3 连接映射表中的hash算法
• 4.4.4 延时机制
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统评测及分析
• 5.1 hash表效率的测试
• 5.1.1 测试内容
• 5.1.2 测试环境及测试方法
• 5.1.3 测试结果及分析
• 5.2 TCP透明代理的功能与性能测试
• 5.2.1 测试内容
• 5.2.2 测试环境及方法
• 5.2.3 测试结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻读硕士期间发表的论文