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基于X86架构的Linux防火墙研究与设计

作　者: 付强
导　师: 张晓明
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 防火墙 Netfilter/lptables 蜜罐
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着网络的不断发展，互联网技术已经完全融入我们工作和生活的方方面面。在人们享受信息技术带来便利的同时，网络安全问题也日益突出，并已经成为个人和单位配置网络及服务器首要考虑的问题。正因为如此，防火墙已成为计算机网络中不可或缺的一部分。由于防火墙具有繁多的种类和众多的功能，自行设计的防火墙系统在性能和针对性方面有更好的表现。鉴于Linux系统具有很强的通用性和可扩展性，开发人员可以根据网络安全需求，设计相应的防火墙系统。本文通过对Linux内核的研究，全面分析了Linux防火墙的架构和功能，完成了该防火墙的总体设计，并借鉴当前主流的网络安全技术，实现了一款基于X86架构的Linux防火墙系统。本文首先介绍了本课题的研究背景、国内外现状和有关防火墙的基本知识；然后，阐述了Linux内核Netfilter/Iptables架构的工作原理和体系结构，详细分析了地址转换技术、过滤技术的工作流程及其具体实现，并将防火墙的活动记录在安全的日志文件中；最后，通过对安全传输协议和传输技术的研究，实现了用户通过浏览器远程管理防火墙的功能，方便了用户的操作。此外，在种类日益繁多的攻击面前，防火墙、入侵检测系统等被动网络安全设备很多时候显得无能为力。针对这一问题，本文在设计Linux防火墙的时候加入了蜜罐技术来弥补传统安全设备的不足，并对蜜罐所捕获到的数据进行分析处理，不仅大大减少了网络管理员的工作量，而且有利于部署更有针对性的网络安全策略。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 课题概述  9-10
  1.2 研究背景及意义  10-11
  1.3 国内外现状  11-12
  1.4 本文主要工作及章节安排  12-13
第二章 防火墙相关知识  13-19
  2.1 基于 X86 架构的 Linux 防火墙技术  13
  2.2 计算机网络安全  13-15
  2.3 Netfilter/Iptables 机制简介  15-17
  2.4 蜜罐技术  17-18
  2.5 本章小结  18-19
第三章 防火墙的设计与实现  19-34
  3.1 开发环境及总体设计  19-21
    3.1.1 开发环境  19-20
    3.1.2 总体设计  20-21
  3.2 防火墙架构的研究与实现  21-26
    3.2.1 “表-链-规则”结构的实现  21-22
    3.2.2 规则的分析与设计  22-24
    3.2.3 HOOK 的注册与注销  24
    3.2.4 数据包处理流程  24-26
  3.3 网络地址转换的设计与实现  26-27
  3.4 包过滤模块  27-31
    3.4.1 包过滤的工作原理  27-28
    3.4.2 包过滤的实现  28-29
    3.4.3 URL 过滤  29-31
  3.5 日志文件的分析与记录  31-33
  3.6 本章小结  33-34
第四章 防火墙远程管理设计与实现  34-44
  4.1 防火墙远程管理设计概述  34-35
  4.2 安全传输协议研究  35-37
    4.2.1 HTTPS 安全协议  36
    4.2.2 SSL 协议研究  36-37
  4.3 HTTPS 协议的实现  37-39
  4.4 CGI 技术工作流程及传输  39-42
  4.5 远程管理防火墙规则的解析  42-43
  4.6 本章小结  43-44
第五章 蜜罐的研究与设计  44-54
  5.1 蜜罐的实验环境  44-45
  5.2 蜜罐的设计与实现  45-48
    5.2.1 数据捕获  46-47
    5.2.2 网络欺骗  47
    5.2.3 日志  47-48
  5.3 数据分析的研究与实现  48-53
    5.3.1 SVM 算法  48-49
    5.3.2 数据预处理  49-50
    5.3.3 数据分析  50-53
    5.3.4 实验结果分析  53
  5.4 本章小结  53-54
第六章 结论  54-55
参考文献  55-57
在学研究成果  57-58
致谢  58

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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 > 一般性问题 > 计算机网络安全
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