基于IXP425网络处理器的VPN安全网关构建

摘要

互联网的快速发展，给我们的生活和工作都带来了更多的便利和机会，日益成为我们生活的一部分。但同时它所带来的网络安全问题，也逐渐成为了一个非常严重的问题，必须得到我们的重视。基于网络处理器的嵌入式平台作为一种高效、稳定、灵活的平台，已经被广泛地应用到网络设备开发领域，当然也包括安全网关的构建。 基于IPSec网络安全协议的VPN技术是目前应用较多的技术，被广泛的应用到网络安全领域。设计采用网络处理器的硬件平台集成VPN功能构建安全网关。 归纳起来本课题具体工作如下：●设计了具有自主版权的基于IXP425网络处理器的硬件核心板和扩展板。作为一块核心板，只保留处理器、ROM、RAM、各类总线接口和各种常用外设等，可以满足不同类型的嵌入式系统产品当然包括网络设备的要求。为了能实现网络设备的具体要求，扩展板针对具体的应用要求进行定制外围设备和接口，使得核心板能更好的工作。两者一起可以构建安全网关的硬件平台。 ●实现了基于Fastpath软件架构的网关/静态路由软件。Fastpath架构是以软件方式实现网络设备的功能的最佳选择，它降低包处理的延时和CPU负载，实现分组转发和控制单元的有效分离，提供了网络设备操作系统的基本框架，具备灵活性和可扩展性。 ●采用以Openswan为IPSec实现的基本结构，替换AH和ESP中的验证和加密算法的实现，把这部分工作从XScale中分离出来，交由相关的网络处理引擎和协处理器处理，实现加密API的直接调用和硬件加密处理的无缝结合，提高了系统的性能。 ●在对系统实现进行测试、观察和分析的基础上，说明了采用网络处理器带来的性能提高尤其是采用了硬件加速引擎和协处理器所得到的性能提升。同时，指出系统的瓶颈所在，主要受限于XScale核心处理器的运算能力，提出了将更多的处理分离出来进一步提高系统性能的方案。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章基于IPSec的VPN

第3章 IXP425硬件结构和软件库

第4章 VPN安全网关的硬件设计及调试

第5章 Fastpath架构静态路由软件的实现

第6章 VPN安全网关的软件设计和实现

第7章系统测试与分析

结束语

致谢

参考文献

硕士期间发表的论文