linux内核编译开题报告

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1、南京邮电大学通达学院毕业设计(论文)开题报告题　　目Linux内核网络协议栈分析与改进学生姓名周旸班级学号07003228专业软件工程1.对指导教师下达的课题任务的学习与理解Linux是最受欢迎的自由电脑操作系统内核。它是一个用C语言写成，符合POSIX标准的类Unix操作系统。该计划开始于1991年，在计划的早期有一些Minix黑客提供了协助，而今天全球无数程序员正在为该计划无偿提供帮助。技术上说Linux是一个内核。“内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。一个内核不是一套完整的操作系统。本课题要求在Linux操

2、作系统上完成网络协议栈的内核分析、测试网络协议栈的不足，并且采用修改内核的方式来增强Linux内核网络协议栈的安全性。并对其进行功能和性能方面的测试。以上是基于本课题的大致描述，具体来说，我认为本课题可以分为以下三个阶段：1.准备阶段：即对Linux内核网络栈相关基础知识的学习准备，理解和掌握拒绝服务攻击DoS的基本原理。2.实施阶段：在这个阶段主要是对具体流程和项目的编写和操作，如结合Linux源代码分析网络协议栈TCP连接建立的过程；修改系统内核扩展代码，并且编译内核；使用LKM模块实现对内核的改进，达到加固Linux网络协议栈的要求。3.测试阶段

3、，当然也是非常关键的阶段。在此阶段需对修改后的Linux内核进行功能和性能方面的测试，达到课题要求。总之，本课题的要点是分析Linux内核网络栈的优缺点，而后根据其不足之处通过修改内核的方式来增加其安全性。2.阅读文献资料进行调研的综述2.1．网络协议栈简介：网络协议栈是指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中文传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。通常使用的协议为ISO/OSI协议和TCP/IP协议。ISO/OSI协议为局域网协议栈，其本身并不是一个标准，在制定具体网络协议和标准时，要依据OSI/RM参考模型作为“参照基础

4、”。ISO/OSI协议模型分为七层，由下到上分别是：应用层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。TCP/IP协议作为Internet的核心协议，被广泛应用于局域网和广域网中，目前已成为事实上国际标准。TCP/IP包含许多重要的基本特征，这些特征主要表现在5个方面：逻辑编址、路由选择、域名解析、错误检测和流量控制以及对应用程序的支持等。TCP/IP协议模型分为5层，由下到上分别是：物理层、链路层、网际层、传输层和应用层。这个栈的最底部是物理层。物理层是指计算机的一系列硬件。其上市链路层，链路层是指提供对物理层访问的设备驱动程序，这可以是各

5、种介质，例如串口链路或以太网设备。链路层上面是网络层，它负责将报文定向到目标位置。再上一层称为传输层，负责端到端的通信（例如，在一台主机内部）。尽管网络层负责管理主机之间的通信，但是传输层需要负责管理主机内部各端之间的通信。最后一层是应用层，它通常是一个语义层，能够理解要传输的数据。例如，超文本传输协议（HTTP）就负责传输服务器和客户机之间对Web内容的请求与响应。图一具体的表示了各层的内容。下面对其各层进行分析：（1）链路层安全协议：负责提供通过通信链路连接的主机或路由器之间的安全保证。（2）网络层安全协议：主要解决网络层通信的安全问题，IPSec

6、是目前最主要的网络层安全协议。（3）传输层安全协议：主要实现传输层的安全通信，只可实现端到端（进程到进程）的加密。5（4）应用层安全协议：应用层的安全措施必须在端系统及主机上实施。图一：TCP/IP网络协议栈的具体内容2.2.Linux核心网络协议栈简介：图二：Linux高级网络栈架构图3提供了Linux网络栈的高级视图。最上面是用户空间层，或称为应用层，其中定义了网络栈的用户。底部是物理设备，提供了对网络的连接能力（串口或诸如以太网之类的高速网络）。中间是内核空间，即网络子系统。流经网络栈内部的是socket缓冲区（sk_buffs），它负责在源和汇

7、点之间传递报文数据。首先，顶部（请参阅图3）是系统调用接口。它简单地为用户空间的应用程序提供了一种访问内核网络子系统的方法。位于其下面的是一个协议无关层，它提供了一种通用方法来使用底层传输层协议。然后是实际协议，在Linux中包括内嵌的协议TCP、UDP，当然还有IP。然后是另外一个协议无关层，提供了与各个设备驱动程序通信的通用接口，最下面是设备驱动程序本身。下面具体分析内核空间中的各层：（1）系统调用接口（Systemcallinterface）：5系统调用接口可以从两个角度进行描述。用户发起网络调用时，通过系统调用接口进入内核的过程应该是多路的。最

8、后调用net/socket.c中的sys_socketcall结束该过程，然后进一步将调用分路