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基于状态检测的硬件防火墙实现技术研究

赵轩  
【摘要】:随着互联网应用的日益普及,网络已成为主要的数据传输和信息交换平台,网络安全和信息安全是保障网上业务正常进行的关键。防火墙采用了综合的网络保护技术,它是设置在内部网络和外部网络之间的一道屏障,以防止发生不可预测的、潜在的、破坏性的侵入。 本文针对新一代防火墙中状态检测技术进行了研究与探讨。文中在研究状态检测技术与传统防火墙技术的基础上,通过对Linux平台上的IP包过滤防火墙设计工具Iptables/Netfilter的分析,设计了一种状态检测的硬件防火墙的体系结构。针对不同的协议,给出了状态表项的数据结构,并依此设计了状态表刷新的工作流程。 在比较几种硬件设计技术的基础上,采用CAM+FPGA技术,设计出状态检测技术的硬件实现方案,同时对硬件实现中所要采用的数据结构、空间管理等重要技术问题进行了深入研究并提出了实现算法。 通过对基于CAM+FPGA技术设计实现的状态防火墙的性能分析和评估可知,采用高速网络搜索引擎,能够有效地消除性能瓶颈。这种防火墙可以使用用户自定义的过滤规则,不依赖预先定义的应用信息,执行效率比应用级网关高;它不识别特定的应用信息,不对不同的信息制定不同的规则,具有伸缩性好的优点,能自动根据报文头信息随时更新状态表。防火墙设计具有统一的风格,从而为防火墙设计开辟了一条新思路。


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