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Linux平台下基于IPSec的VPN的研究与实现

作　者: 于海燕
导　师: 文爱军；王建
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电子与通信
关键词: 虚拟专用网 IP安全协议 安全联盟 封装安全载荷协议 公共密钥基础设施
分类号: TP393.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着政府上网、电子商务、金融电子化等的不断推进,网络应用越来越广泛,过去的那种大投入、高消费、低利用的网络建设方式已经不能适应企业和组织的发展需要。在这种情况下,虚拟专用网技术应运而生。虚拟专用网综合了传统数据网络的性能优点和Internet网络的结构优点,彻底改变了传统网络的建设方式,符合企业和组织发展的需求,代表了当今网络发展的趋势。但需要指出的是：如果在未采取安全措施的虚拟专用网上传输数据,数据容易被监听、篡改和伪造,可能会给企业和组织造成难以估量的损失。针对航天四院下属单位多,军品、民品,三产等行业多样化特点,如何使整个企业内部及对外既能够通过网络通信又能够满足安全、保密的需求,对整个企业网络进行统一部署、优化,这是我院“十一五”期间的重大研究课题,本文的应用研究成果也将成为我院“十二五”信息化编制规划的重要参考依据。本文首先介绍了VPN所涉及的各项安全技术,包括隧道协议、加密技术、认证技术等,然后分析了基于IPSec协议的VPN网络安全体系结构以及各组件的功能、工作方式,在此基础上给出了一种IPSec VPN的具体实现,使用协议开关表和Linux的NetFilter机制将IPSec处理嵌入IP处理中；使用哈希表实现安全关联库；使用Radix结构实现安全策略库,着重讨论了框架结构和关键技术。最后通过应用实例进行了验证和测试。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题研究背景  7-8
  1.2 国内外研究状况  8-9
  1.3 课题的研究意义  9
  1.4 本文的主要内容  9-11
第二章 虚拟专用网  11-21
  2.1 VPN概述  11-13
    2.1.1 VPN的产生  11
    2.1.2 实施VPN的优点  11-12
    2.1.3 VPN的分类  12-13
  2.2 VPN的关键技术  13-16
    2.2.1 隧道技术  13-14
    2.2.2 用户认证技术  14-15
    2.2.3 数据加密技术  15-16
  2.3 VPN的实施方案  16-21
    2.3.1 PPTP  16-17
    2.3.2 L2TP  17-18
    2.3.3 IPSec  18-19
    2.3.4 PPTP/L2TP/IPSec的比较  19-21
第三章 IPSec系统概述  21-35
  3.1 IPSec安全体系结构和功能  21-22
  3.2 IPSec的工作原理  22-25
    3.2.1 外出处理过程  23-24
    3.2.2 进入处理过程  24-25
  3.3 安全联盟(SA)  25-26
  3.4 认证头(AH)  26-29
    3.4.1 AH格式  26-27
    3.4.2 AH操作模式  27-29
  3.5 ESP  29-33
    3.5.1 ESP数据包格式  29-31
    3.5.2 ESP操作模式  31-33
  3.6 Internet密钥交换  33-34
  3.7 本章小结  34-35
第四章 VPN网关的设计与实现  35-49
  4.1 系统总体设计  35-37
  4.2 VPN网关的工作流程  37-38
    4.2.1 外出数据包的处理  37
    4.2.2 进入数据包的处理  37-38
  4.3 VPN网关的设计细节  38-42
    4.3.1 IKE动态管理模块设计  38
    4.3.2 IPSec的工作模式  38-39
    4.3.3 策略库的设计  39-41
    4.3.4 安全联盟数据库的设计  41-42
  4.4 关键模块实现所用到的技术  42-48
    4.4.1 IKE动态管理模块  42-44
    4.4.2 IPSec处理模块  44-47
    4.4.3 IPSec处理模块与应用程序的接口  47-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章 利用IP构造VPN网关和测试  49-59
  5.1 结构设计  49-50
  5.2 构造过程  50-55
    5.2.1 系统配置  50-51
    5.2.2 FreeS/WAN的安装  51
    5.2.3 FreeS/WAN的配置  51-53
    5.2.4 具体构造VPN网关  53-55
  5.3 VPN网关测试  55-58
    5.3.1 功能测试  55-57
    5.3.2 应用模式测试  57-58
  5.4 本章小结  58-59
第六章 结论与展望  59-61
  6.1 全文总结  59
  6.2 课题展望  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 局域网（LAN）、城域网（MAN）
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