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物理隔离和网闸的技术原理浅析

微计算机信息 2007年第24期23卷 53-55页

作者：王珺李立新李福林信息工程大学电子技术学院研究所

物理隔离技术是一种越来越受到重视的安全技术,它在需求高安全性的部门得到越来越广泛的应用。本文从拓扑学的观点分析了物理隔离技术在OSI七层协议模型中所处的角色,阐述了网络隔离的几种形式以及物理隔离在网络隔离中的地位。在物理... 详细信息

物理隔离技术是一种越来越受到重视的安全技术,它在需求高安全性的部门得到越来越广泛的应用。本文从拓扑学的观点分析了物理隔离技术在OSI七层协议模型中所处的角色,阐述了网络隔离的几种形式以及物理隔离在网络隔离中的地位。在物理隔离技术中,数据的转发是隔离技术关键。在分析了传统数据转发模型的缺陷的基础上,建立了物理隔离中的数据安全转发模型,对物理隔离的数据转发的安全措施进行了理论研究,并建立了内网的安全策略。

关键词：物理隔离数据交换网闸

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基于内存交换的网闸系统的研究与实现

基于内存交换的网闸系统的研究与实现

作者：李辉江南大学

学位级别：硕士

网络技术的高速发展,使网络应用渗透到了国民生产及国家安全的关键领域,但是在网络通信的同时,出现了大量的网络攻击,对信息系统造成了巨大破坏,使网络安全技术成为了各国政府和研究机构的重要研究课题。网闸作为高安全级别的网络安全设... 详细信息

网络技术的高速发展,使网络应用渗透到了国民生产及国家安全的关键领域,但是在网络通信的同时,出现了大量的网络攻击,对信息系统造成了巨大破坏,使网络安全技术成为了各国政府和研究机构的重要研究课题。网闸作为高安全级别的网络安全设备,弥补了原有安全技术的不足,是网络物理隔离技术的实现,其作用是断开TCP/IP等网络传输协议,物理隔离可信内网与不可信外网,在保证可信内网信息不外泄的前提下,完成网络间数据的安全交换。基于内存交换的插卡式网闸是中科院计算所的“龙芯”CPU产业化项目之一,本文的工作就是此项目的设计和研究。此网闸已经通过了大量的验证和测试,目前已经成为北京京泰网络公司的安全隔离产品,加载“龙芯”CPU后将实现完全自主知识产权的网络安全系统。本文首先介绍了项目的研究背景,然后分析了目前网络环境中存在的安全隐患及相关防御技术,接下来从PCI及ATA的总线协议开始介绍了PCI接口和ATA接口开发的过程,然后分析了FPGA设计的仿真。作为重点,详细介绍了网闸系统的核心——网闸卡的设计过程,从系统架构到网闸卡板级layout的过程和技术,都作出了论述和分析。首先用Verilog进行可综合逻辑代码设计,然后把设计好的模块做行为级和RTL级的功能与时序仿真找出逻辑上的错误,接下来把写好的逻辑通过下载到配置ROM中,进行FPGA硬件验证。对网络系统安全性进行了充分分析后,我们认为采用总线式物理隔离网闸方案是有可行性并且会有良好的技术优势。基于稳定性和传输效率的考虑,我们把网闸系统的主控芯片和电路集成于一块PCI扩展卡之上,这片网闸卡插于网闸内外主机的PIC扩展槽之中,网闸卡上集成IDE接口,内外网闸卡之间用IDE总线连接。最后探讨了新架构网闸的设计,介绍了一种MIPS体系结构下,北桥在SDRAM的操作规范下控制dual port RAM的新型系统结构设计方案,主要包括设计思路、整体框架结构、各部分技术特点等内容,为进一步的研究提供了思路。

关键词：网络隔离网闸 FPGA设计

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一种基于VRRP的网闸高可用性协议模型

计算机工程 2013年第9期39卷 146-149,152页

作者：蔡智勇黄辉上海第二工业大学机电工程学院上海201209 复旦大学信息科学与工程学院上海200433

当前的高可用性标准协议无法满足网闸等多机网络设备的高可用性需求。为解决该问题,提出一种基于虚拟路由器冗余协议(VRRP)的网闸高可用性协议模型。在VRRP协议基础上添加一个本地测试模块,在向其他设备发送宣告报文的同时,向本地另一... 详细信息

当前的高可用性标准协议无法满足网闸等多机网络设备的高可用性需求。为解决该问题,提出一种基于虚拟路由器冗余协议(VRRP)的网闸高可用性协议模型。在VRRP协议基础上添加一个本地测试模块,在向其他设备发送宣告报文的同时,向本地另一端发送测试报文,对协议的功能、报文格式、状态转换图进行文字和形式化描述,根据协议完成模块和流程设计,从而实现原型。实验结果表明,当正常工作的主用机发生状况时,备用机可自动接替主用机工作,在优先级高的主用机故障解除并恢复正常后会重新接管工作,达到了预期效果。

关键词：安全隔离高可用性虚拟路由器冗余协议有限自动机网闸

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基于物理隔离技术的网闸系统的设计与实现

基于物理隔离技术的网闸系统的设计与实现

作者：王博西安电子科技大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：物理隔离网闸 PCI总线 Linux操作系统驱动程序 libpcap

基于PCI总线的网闸数据交换系统的设计与实现

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基于PCI总线的网闸数据交换系统的设计与实现

作者：王勇强西安电子科技大学

学位级别：硕士

近几年来，网络安全隐患日益加深，各种影响网络安全事件不断发生。对政府机关，金融和科研机构单位这些对网络安全有相当高级别要求的用户而言，他们要保证自己内部网络的绝对安全，但更加希望能在此基础上能和外部网络进行适当的数据... 详细信息

近几年来，网络安全隐患日益加深，各种影响网络安全事件不断发生。对政府机关，金融和科研机构单位这些对网络安全有相当高级别要求的用户而言，他们要保证自己内部网络的绝对安全，但更加希望能在此基础上能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。因此，基于网络隔离的网闸技术就在这种背景下诞生。本论文在充分学习当前网闸技术的原理和技术同时，从公安部提出的对城市监控、管理的需求出发。对网络隔离网闸的数据交换系统进行了深入细致研究和开发。首先从网络隔离技术要求和网闸的技术原理着手，提出了基于PCI总线的网闸“2+1”系统架构方案，并详细介绍了系统总体结构和各部分的功能。其次从网闸的硬件设计与软件设计两大方向入手，对设计的系统进行详细阐述。在隔离传输硬件的设计中，系统采用PCI总线，合理的设计PCI局部总线接口电路、高速存储模块和FPGA控制逻辑状态机。使其支持DMA操作，提高网闸数据传输的速率。最后在网闸软件设计中，介绍了基于PCI9054接口芯片的Linux驱动程序编写和内网处理单元的HTTP应用代理服务模块的设计与实现。PCI驱动程序完成了对隔离传输硬件的DMA数据传输操作，为应用代理程序提供了底层设备操作接口。内网处理单元的HTTP应用代理服务模块采用Linux的socket网络编程和多进程技术开发编写。根据网闸技术要求实现了HTTP代理服务端、协议解析模块和协议还原模块三个部分。通过实验仿真验证，各模块初步达到预期功能。

关键词：网闸 FPGA PCI Linux驱动 HTTP代理