基于IPv6的网络数据检测系统的设计与实现

发布时间：2024-05-19 00:41

　　随着互联网由IPv4向IPv6的过渡,IPv6网络的规模正在迅速扩张。互联网运营商迫切需要一个能对IPv6网络业务进行分类识别和管理的系统,以保证网络通畅,提高网络安全性,从而帮助运营商提高服务质量和提高效益。 本文介绍了包过滤检测、深度包检测、深度流检测和状态检测四种网络行为管理技术,并综合比较并分析了它们的应用范围以及系统资源开销。在此基础上本文提出了IPv6网络管理系统的硬件平台和软件框架。系统从功能上划分为数据平面、识别平面和管理平面。本文的主要工作是设计数据平面的三个主要模块——数据包捕获发送模块、分片重组模块和会话流维护模块。 本文介绍了Linux的网络设备传统驱动和NAPI驱动,分析系统在处理网络数据的瓶颈,并提出了基于多核处理器的NAPI优化的网络设备驱动。对三种驱动程序转发性能的测试结果表明驱动优化后系统的吞吐量有了大幅提高。 本文分析了在IPv6网络行为管理系统中对IP分片重组的必要性,介绍了Linux网络协议栈的分片重组算法,并针对网络行为管理系统大流量的业务特点对其优化。通过对分片重组模块的测试表明模块可以满足1Gbps的IPv6网络的需求。 本文分析了IPv6...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 论文研究的背景及意义
        1.1.1 论文研究的背景
        1.1.2 论文研究的目和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容及组织结构
第2章 基于IPv6网络数据检测系统的设计
    2.1 几种关键的网络数据检测技术分析
        2.1.1 包过滤技术
        2.1.2 深度包检测(DPI)技术
        2.1.3 深度流检测(DFI)技术
        2.1.4 DPI与DFI技术的比较
        2.1.5 网络数据检测技术比较分析
    2.2 IPv6的安全性分析
    2.3 IPv6数据检测系统架构
        2.3.1 系统设计目标
        2.3.2 MPC8572E网络处理器
        2.3.3 系统硬件平台
        2.3.4 总体设计方案
    2.4 IPv6网络数据检测系统软件设计
        2.4.1 网络数据检测系统的软件架构
        2.4.2 网络数据检测系统数据平面研究
    2.5 本章小结
第3章 网络数据接收处理及发送模块设计
    3.1 Linux操作系统网络设备驱动程序分析
    3.2 网络数据处理中的难点
    3.3 对网络设备驱动程序的优化
        3.3.1 基于NAPI的网络设备驱动优化
        3.3.2 基于双核处理器的NAPI优化
        3.3.3 基于双核处理器NAPI优化的实现
    3.4 优化后的系统性能测试
    3.5 本章小结
第4章 网络数据处理模块的设计与优化
    4.1 网络数据中遭受的攻击
        4.1.1 Fragment Overlap攻击
        4.1.2 Teardrop攻击
        4.1.3 应对网络攻击的策略
    4.2 IPv6数据包分片结构
    4.3 Linux中IPv6数据包的处理模式
        4.3.1 IPv6分片在协议栈中组织
        4.3.2 分片重组处理流程
        4.3.3 分片重组核心参数分析
    4.4 对网络数据检测系统的处理模块优化
        4.4.1 Hash链表的缺陷
        4.4.2 分片重组模块的优化
        4.4.3 内存优化
    4.5 网络数据处理模块测试
        4.5.1 Pv6专用网测试
        4.5.2 数据处理模块设计
        4.5.3 模拟糟糕网络环境测试
    4.6 本章小结
第5章 会话流接收模块设计与实现
    5.1 会话流接收模块框架设计
        1. IPv6会话流特点
        2. 会话流维护模块的功能设计
        3. 会话流维护模块软件结构
    5.2 会话流索引表设计
        1. 基于TLU的IPv6地址压缩
        2. 会话流索引的实现
    5.3 会话流统计表设计
    5.4 会话流老化模块
    5.5 功能测试
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文内容总结
    6.2 研究内容展望
参考文献
致谢
附表



本文编号：3977398