基于物理隔离技术的网闸系统的设计与实现-计算机系统结构专业论文.docx

万方数据 万方数据 西安电子科技大学 学位论文独创性（或创新性）声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 日期: 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 （保密的论文在解密后遵守此规定） 本学位论文属于保密，在 年解密后适用本授权书。 本人签名： 日期: 导师签名： 日期: 摘 要 摘 要 近些年，互联网的发展突飞猛进，使用互联网的领域也越来越多，互联网的 灵活性、开放性以及可远程通信的特点也受到越来越多用户的支持，互联网已经 成为人们学习、生活、工作中必不可少的工具。但也正是由于这些特性，互联网 的安全防护变得非常的困难，安全隐患日益加深，各种因为网络安全而造成的重 大损失频繁发生，因此网络的安全是非常重要的，而对于一些比如政府、军队、 银行等特殊单位，网络的安全更成为了重中之重。如何保证这些特殊单位内部网 络信息的安全，而且还要在此前提下尽可能的和外部网络进行适当的数据交换来 满足某些业务方面的需要，物理隔离网闸系统的设计与实现，就具有了重要的意 义。 本文实现了在了解物理隔离技术的原理和基本知识的同时，还对现有物理隔 离网闸及网闸使用环境和需求进行了分析，根据使用需求和实际情况，提出了基 于物理隔离技术的网闸系统的框架以及设计方案，主要工作如下： （1）结合物理隔离技术的原理和基本知识，设计出能够具有数据摆渡功能的 硬件板卡的具体结构，结合数据信号的控制传递数据以达到物理隔离的效果，并 根据具体使用的部件芯片编写硬件板卡的驱动程序，驱动控制硬件板卡正常工作。 （2）在软件上完成网闸系统在网络协议上的物理隔离，通过强行捕获送往内 部网络的数据包，并对这些数据包进行处理，利用剥离和重组 TCP/IP 协议的方法， 完全消除 TCP/IP 协议在传输过程起到的作用，使得最终在硬件部分传输的数据为 不带有任何协议因素的原始数据，排除 TCP/IP 协议存在的漏洞所带来的安全威胁， 消除现存的大部分常见攻击，更好的保障网络安全。 （3）对整个系统进行一系列的测试，利用网络压力测试对数据传输的安全性 进行测试，来保证数据传输可以抵抗常见攻击；利用长时间不间断传输数据来测 试系统的稳定性，以保证数据可以准确无误的进行交换，实现物理隔离设备的最 终目的。 关键字：物理隔离 网闸 PCI 总线 Linux 操作系统 驱动程序 libpcap Abstract Abstract Internet developed rapidly and was applied in much broader ways in recent years. The characteristics of flexibility, openness and remote communication feasibility make it an absolutely necessary tool in daily life. However, because of these characteristics, it becomes very difficult to secure the Internet. The risk of security increases and huge loss happens a lot due to Internet security failure. Internet security plays a more and more important role especially in special units such as government, army, bank and etc. The way to meet business meets for proper data exchange under the premise of inter