1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)地址枯竭和網(wǎng)絡(luò)安全已成為目前全球互聯(lián)網(wǎng)中尚待解決的兩個(gè)重要問(wèn)題。其中，NAT技術(shù)是IETF提出的有效解決IPv4面臨的網(wǎng)絡(luò)地址枯竭問(wèn)題的方案之一，是為提高網(wǎng)絡(luò)地址利用率而采取的一種有效策略；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，防火墻技術(shù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全的一個(gè)重要手段，是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代一種非常有效的網(wǎng)絡(luò)安全模式，通過(guò)它可以隔離Internet或不安全網(wǎng)絡(luò)與局域網(wǎng)之間的通信?；谏鲜鰞煞N網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，許多國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)與設(shè)備廠商都提出了多種硬

2、件解決方案，并設(shè)計(jì)出傳統(tǒng)的基于通用處理器(GP-CPU)的純軟件架構(gòu)或基于專用處理器(ASIC)芯片架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這樣很難滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)高性能、高可靠性與靈活性的要求。因此，本文采用了一種基于網(wǎng)絡(luò)處理功能強(qiáng)大的IXP2400網(wǎng)絡(luò)處理器來(lái)構(gòu)架NAT防護(hù)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)處理器是一種高度集成的高速可編程處理器，是新興的下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心，它吸收綜合了GP-CPU的完全可編程特性和ASIC的高速處理能力的優(yōu)點(diǎn)，有效的兼顧了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能靈活性

3、和性能強(qiáng)大性，而且其成本低、開(kāi)發(fā)周期短，對(duì)本課題的研究開(kāi)發(fā)具有重要的科研價(jià)值與實(shí)際意義。 針對(duì)傳統(tǒng)的基于GP-CPU或ASIC的NAT處理復(fù)雜、負(fù)荷過(guò)重及安全可靠性差而造成的性能瓶頸，本文設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)了基于IXP2400所組成的具有安全防火墻功能的NAT防護(hù)系統(tǒng)。論文首先分析了網(wǎng)絡(luò)處理器IXP2400的基本組成與硬件結(jié)構(gòu)，概述了兩種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)。并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)架了“基于IXP2400的NAT防護(hù)系統(tǒng)”的總體方案，研究探討了N

4、AT防護(hù)系統(tǒng)的硬軟件架構(gòu)體系，重點(diǎn)分析與設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平面。該數(shù)據(jù)平面運(yùn)行在IXP2400的微引擎上，負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包執(zhí)行高速包過(guò)濾與地址轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)發(fā)處理，是整個(gè)NAT防護(hù)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。然后針對(duì)數(shù)據(jù)平面進(jìn)行功能分解，得到Packet RX、Ether Dccap&Classification、Fire,vail&Stream Filtering、NAT&Ether_Encap、QM、Scheduler、Packet TX等微模塊