基于对象组的网络地址转换系统的设计与实现

摘要

随着互联网的普及，越来越多的公司、企业都已经拥有了自己的网络，而随着网络的普及，这些公司和企业在访问外网时，希望对自己的IP地址进行隐藏，或者说希望运用较少的IP地址能够代替更多的源地址，因此，如何使用NAT技术让自己的局域网能够安全的访问互联网，并且让内网在访问外网时能够尽可能节省IP地址资源，这是很多人都关心的问题。 在传统的NAT配置中，由于NAT配置涉及很多方面，而在进行NAT转换的过程中，也会涉及静态转换，动态转换等，配置较为复杂，易用性不好，给管理员造成了巨大困扰。因此，一个基于对象组的网络地址转换系统应运而生。 本文主要研究的是NAT动态转换，在转换过程中，对源IP地址进行地址转换，在网络访问时，通过配置了NAT的设备对源IP地址进行一定的转换，此过程也可以涉及到端口地址转换，若使用端口地址转换，可以更加节省IP地址的资源，一个IP地址可以被多个主机IP地址所共用，达到了预期的效果。本文首先会阐述选题的背景，并且对NAT的国内外现状做出分析，NAT的工作机制和实现方式，对象组的概念，而对象组也是本文用到的地址转换中比较核心的概念，因此会详细阐述，在转换中也会涉及到端口地址转换，用这种方式可以达到地址共用的目的，接着会进行基于对象组的网络地址转换系统所涉及到的业务做一个需求分析，主要阐述各个业务之间的联系，并且对需求进行建模，包括主要完成的功能，模块的划分等，基于需求分析的具体情况，结合实际，完成对系统的设计和分析。 其次会深入讨论基于对象组的网络地址转换系统的设计和实现，设计主要分为应用架构的设计，系统的功能设计，以及前台各个模块的设计，数据结构的设计，用户态和内核态等，用户态主要作用是命令行的处理，报文的解析，网络地址转换的业务处理等，内核态的主要作用是完成数据的存储，信息维护，以及报文的转发处理等等，结合所对应的技术，进行前后台的开发，前台运用EXT.JS技术，进行页面的显示和配置等，提供可视化的操作，后台使用C语言，主要完成对用户态，公共库，命令行以及内核态的开发，前后台使用NETCONF表，完成前后台的各个字段的数据的下发，前后台的数据交互等，实现各个业务模块的功能，从安全及性能的角度研究，并且结合理论，给出一个实用性较高的网络地址转换系统。

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ABSTRACT

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缩略语对照表

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外现状分析

1.3论文工作内容

1.4论文组织结构

1.5本章小结

第二章相关技术概述

2.1对象组相关理论

2.2NAT技术

2.3PAT模式

2.4EXT.JS框架

2.5本章小结

第三章网络地址转换系统业务需求分析

3.1网络地址转换系统业务陈述

3.2地址转换系统需求建模

3.3网路地址转换系统数据分析

3.4网络地址转换统过程建模

3.5非功能性需求分析

3.6本章小结

第四章网络地址转换系统设计与实现

4.1网络地址转换系统应用架构设计

4.2网络地址转换系统功能设计

4.2.1网络地址转换系统数据结构设计

4.2.2NAT策略模块数据结构设计

4.2.3对象组模块数据结构设计

4.2.4地址组模块数据结构设计

4.2.5用户态模块设计

4.2.6内核态和公共库模块设计

4.3网络地址转换系统功能实现

4.3.1前台NAT业务实现

4.3.2用户态业务点实现

4.3.3内核态业务点实现

4.4本章小结

第五章地址转换系统测试及分析

5.1系统运行环境

5.2测试用例及过程

5.3测试结果分析

5.4非功能性测试

5.4.1性能测试

5.4.2兼容性测试

5.4.3安全性测试

5.4.4易用性测试

5.5本章小结

第六章结束语

6.1论文工作总结

6.2后续工作展望

参考文献

致谢

作者简介

1.基本情况

2.教育背景