基于Netfilter的轻量级防火墙的设计与实现

发布时间：2017-06-09 22:10

  本文关键词：基于Netfilter的轻量级防火墙的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着电子与网络技术的迅猛发展,计算机逐渐普及,互联网规模迅速扩大,在给人们带来便利的同时,也留下了巨大的信息安全隐患。计算机病毒通过网络传播破坏计算机系统,黑客入侵窃取数据文件用于非法目的等,这些带给网络用户极大的危害。如何进行计算机系统防护,抵御日趋严重的网络威胁,便成为当前迫切需要解决的问题。网络安全技术旨在对网络中的系统设备进行防护,抵御日趋严重而复杂的网络威胁,是信息时代的一个重要课题。防火墙一般位于内部网和外部网之间,将两个网络进行一定程度的隔离,通过检查流入和流出内部网的流量数据来保护内部网的数据安全,并力求最大限度地防范针对内部网的网络入侵,是网络安全防护中最常用的技术之一。本文首先对课题的来源、背景和国内外研究现状等进行了说明,并明确了本文的主要研究内容。然后,通过对Linux内核提供的底层框架Netfilter和网络协议栈进行分析,研究在Linux系统中检测网络数据包的基本原理以及快速响应入侵行为的方案。再以此为依据设计和实现了一个防火墙系统,主要完成了日志审计、数据过滤、流量监控和入侵防御等功能模块。其中,日志审计对系统事件和用户操作等进行记录;数据过滤对流经Linux系统的数据包进行检查,通过模式匹配算法检测数据包内容,并依据用户制定的策略丢弃相关的数据包;流量监控能实时监视系统中各进程的网络访问数据,并能依据协议和IP地址等对上传和下载速度进行控制;入侵防御整合入侵检测软件Snort的功能,在发现网络威胁时迅速响应,采取相关策略进行应对。最后本文对系统中的各模块进行了功能和性能方面的测试,并给出了相应的结论。
【关键词】：防火墙 Netfilter 深度数据包检测 模式匹配 入侵防御
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题的来源和背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 防火墙的功能和发展趋势9-10
• 1.2.2 国外防火墙技术研究10-12
• 1.2.3 国内防火墙技术研究12-14
• 1.3 本论文的主要工作内容14-16
• 第2章 防火墙系统需求分析与关键技术16-26
• 2.1 需求分析16-17
• 2.1.1 功能性需求16-17
• 2.1.2 非功能性需求17
• 2.2 关键技术17-25
• 2.2.1 Netfilter框架原理17-20
• 2.2.2 数据包过滤20-23
• 2.2.3 流量监控23-24
• 2.2.4 入侵防御24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 防火墙系统设计26-39
• 3.1 防火墙系统总体设计26-28
• 3.1.1 系统架构设计26-27
• 3.1.2 系统功能结构设计27-28
• 3.2 防火墙系统详细设计28-38
• 3.2.1 日志审计模块设计28-31
• 3.2.2 数据过滤模块设计31-34
• 3.2.3 流量监控模块设计34-35
• 3.2.4 入侵防御模块设计35-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 防火墙系统实现39-56
• 4.1 整体框架搭建39-40
• 4.2 功能模块实现40-55
• 4.2.1 日志审计模块实现40-42
• 4.2.2 数据过滤模块实现42-48
• 4.2.3 流量监控模块实现48-52
• 4.2.4 入侵防御模块实现52-55
• 4.3 本章小结55-56
• 第5章 防火墙系统测试与结果56-63
• 5.1 防火墙系统测试56-62
• 5.1.1 测试环境56
• 5.1.2 功能测试56-60
• 5.1.3 性能测试60-62
• 5.2 测试结论62
• 5.3 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-69
• 致谢69-70
• 个人简历70

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本文编号：436804