基于NS-3的虚实网络结合系统的设计与实现

发布时间：2017-09-20 00:11

  本文关键词：基于NS-3的虚实网络结合系统的设计与实现

  更多相关文章： NS-3 虚拟网卡桥接 BFSIA IRC僵尸网络

【摘要】：随着网络的发展和安全事件的频繁发生,网络实验与研究也变得越来越复杂,传统研究主要基于物理实验床和网络仿真。但是,物理试验床存在着规模小、代价高的缺点,而网络仿真虽然可构建大规模网络实验,但真实性也无法保证,二者都不能真正达到网络实验的需求。因此,如何构建真实有效的实验环境成为网络安全领域亟待解决的问题。针对该问题本文提出基于NS-3的虚实网络结合系统,建立仿真网络和物理网络的虚实对接模型,构建虚实通信的网络实验环境,进而解决物理试验床的高代价以及网络仿真的低真实性的缺点。首先,完成网络拓扑形式化描述,对实际网络拓扑中的网络元素进行定义,实现网络拓扑的规范化表达,形成统一的网络环境接口。同时提供软件自动化部署功能,实现实验系统和实验场景的自动化安装部署。其次,设计并实现虚实通信模型,采用虚拟网卡桥接技术(Tap Bridge)、基于轮询机制的消息监听算法(PMA)以及以太网数据包过滤算法(EFA)实现物理网络和仿真网络边界之间的通信。然后,利用改进的广度优先搜索路由算法(BFSIA)完成整个网络拓扑的路由计算。使用ip route完成外部物理网络的路由配置,使用NS-3的静态路由API完成内部仿真网络的路由配置,实现物理网络和仿真网络的互联互通。最后,在NS-3中建立IRC僵尸网络模型,设计并实现僵尸网络发送垃圾邮件案例,验证虚实通信模型的可行性。测试表明,系统实现了物理网络与仿真网络的实时通信,可以构建仿真网络与物理网络结合的网络环境。通过ping和僵尸网络发送垃圾邮件的仿真实验,验证了虚实结合网络环境的实时性和可用性。另外,系统具备网络流量实时监测功能,实时监测实验网络流量变化情况。
【关键词】：NS-3 虚拟网卡桥接 BFSIA IRC僵尸网络
【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】：2015
【分类号】：TP393.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题来源10
• 1.2 课题研究的目的和意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-14
• 1.3.1 国内研究现状11-12
• 1.3.2 国外研究现状12-13
• 1.3.3 国内外文献综述的简析13-14
• 1.4 本文研究内容及组织结构14-16
• 第2章 NS-3 仿真器及安全事件介绍16-25
• 2.1 NS-3 介绍16-20
• 2.1.1 NS-3 概述16-17
• 2.1.2 NS-3 体系结构17-18
• 2.1.3 NS-3 网络组件18-19
• 2.1.4 NS-3 数据包发送过程19-20
• 2.2 NS-3 路由策略20-24
• 2.2.1 全局路由20-22
• 2.2.2 Nix Vector路由22-23
• 2.2.3 静态路由23-24
• 2.3 安全事件24
• 2.3.1 僵尸网络24
• 2.3.2 垃圾邮件24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 基于NS-3 的虚实网络结合系统的设计25-44
• 3.1 系统需求分析与设计目标25-26
• 3.2 系统总体设计26-28
• 3.2.1 系统功能设计26-27
• 3.2.2 系统逻辑结构设计27-28
• 3.3 功能模块设计28-37
• 3.3.1 环境构建模块28-31
• 3.3.2 虚实通信模块31-34
• 3.3.3 安全事件建模34-36
• 3.3.4 关键节点监测36-37
• 3.4 数据库设计37-43
• 3.4.1 数据库环境38
• 3.4.2 数据库命名规则38
• 3.4.3 数据库表定义38-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 基于NS-3 的虚实网络结合系统的实现44-59
• 4.1 环境构建模块实现44-47
• 4.1.1 拓扑形式化实现44-46
• 4.1.2 软件部署实现46-47
• 4.2 虚实通信模块实现47-53
• 4.2.1 虚实对接接口实现47-49
• 4.2.2 路由策略实现49-53
• 4.3 安全事件建模实现53-56
• 4.3.1 僵尸网络传播53-55
• 4.3.2 僵尸网络攻击55-56
• 4.4 关键节点监测实现56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 基于NS-3 的虚实网络结合系统的测试59-73
• 5.1 系统测试环境构建59-60
• 5.2 系统功能测试60-70
• 5.2.1 虚实通信模块测试61-64
• 5.2.2 路由计算测试64-66
• 5.2.3 安全事件建模测试66-69
• 5.2.4 关键节点监测测试69-70
• 5.3 系统性能测试70-72
• 5.4 本章小结72-73
• 结论73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果78-80
• 致谢80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 闵圣天;曾文序;李满荣;陈晓文;;基于NS3的网络协议分析与模拟[J];福建电脑;2014年02期

2 刘峰;;当前网络信息安全的现状及其技术分析[J];电子技术与软件工程;2014年11期

3 袁晓;蔡志平;刘书昊;喻颖;;大规模网络仿真软件及其仿真技术[J];计算机技术与发展;2014年07期

4 徐欣;;网络安全现状及对策[J];网络安全技术与应用;2014年07期

，

本文编号：884734