防火墙技术综述
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防火墙技术的研究
安徽城市管理职业学院 毕业论文 题目：防火墙技术的研究 班级： 07计算机网络技术（1）班 姓名：徐乔 指导老师：金诗谱 2009年11月29日
内容提要 internet的迅速发展给现代人的生产和生活都带来了前所未有的飞跃，大大提高了工作效率，丰富了人们的生活，弥补了人们的精神空缺；而与此同时给人们带来了一个日益严峻的问题———网络安全。网络的安全性成为当今最热门的话题之一，很多企业为了保障自身服务器或数据安全都采用了防火墙。随着科技的发展，防火墙也逐渐被大众所接受。但是，由于防火墙是属于高科技产物，许多的人对此还并不是了解的十分透彻。本文全面介绍了Internet防火墙技术与产品的发展历程；详细剖析了第四代防火墙的功能特色、关键技术、实现方法及抗攻击能力；防火墙工作的方式，以及防火墙的基本分类，并且讨论了每一种防火墙的优缺点。同时简要描述了Internet防火墙技术的发展趋势。 防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术，越来越多地应用于专用网络与公用网络的互连环境之中，尤以Internet网络为最甚。Internet的迅猛发展，使得防火墙产品在短短的几年内异军突起，很快形成了一个产业：1995年，刚刚面市的防火墙技术产品市场量还不到1万套；到1996年底，就猛增到10万套；据国际权威商业调查机构的预测，防火墙市场将以173%的复合增长率增长，今年底将达到150万套，市场营业额将从1995年的 1.6 亿美元上升到今年的9.8亿美元 为了更加全面地了解Internet防火墙及其发展过程，特别是第四代防火墙的技术特色，我们非常有必要从产品和技术角度对防火墙技术的发展演变做一个详细的考察。 关键词：Internet 网路安全防火墙过滤地址转换
框架结构的文献综述
【内容摘要】：框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平 面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。随着建筑业的发展，目前多层和高层建筑逐渐增多。 人们可以根据自己的喜好充分利用其使用空间，满足了使用者在使用上的不同要求。因此，框架结构房屋越来越多的受到人们的青睐。 【关键词】：框架结构、混凝土、应力、抗震、框架梁 一、引言 框架结构是指由梁和柱刚接而成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架结构共同承受使用过程中 出现的水平荷载和竖向荷载。钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。 由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由 连续梁连接起来形成空间结构体系。 该结构形式，可形成较大的内部空间，能灵活的布置建筑平面，并具有传力明确、延性、抗震 性和整体性好的优点，因此，无论是在工业建筑还是民用建筑中，框架结构都是一种常用的结构 形式。 二、主题部分 1.框架结构的概念 框架结构是指由梁和柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用 过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用， 一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材砌筑或 装配而成。 框架结构又称构架式结构。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面 构成分为对称、不对称；按所用材料分为钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合 框架等。其中最常用的是混凝土框架（现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要 施加预应力，主要是对梁或板）、钢框架。装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模 工业化施工，效率较高，工程质量较好。 2.框架结构的优缺点 (1)框架结构的主要优点： 空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点， 利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配 整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好 也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。 (2)框架结构的缺点为：
防火墙技术
并发连接数 并发连接数是指防火墙或代理服务器对其业务信息流的处理能力，是防火墙能够同时处理的点对点连接的最大数目，它反映出防火墙设备对多个连接的访问控制能力和连接状态跟踪能力，这个参数的大小直接影响到防火墙所能支持的最大信息点数。 并发连接数是衡量防火墙性能的一个重要指标。在目前市面上常见防火墙设备的说明书中大家可以看到，从低端设备的500、1000个并发连接，一直到高端设备的数万、数十万并发连接，存在着好几个数量级的差异。那么，并发连接数究竟是一个什么概念呢？它的大小会对用户的日常使用产生什么影响呢？要了解并发连接数，首先需要明白一个概念，那就是“会话”。这个“会话”可不是我们平时的谈话，但是可以用平时的谈话来理解，两个人在谈话时，你一句，我一句，一问一答，我们把它称为一次对话，或者叫会话。同样，在我们用电脑工作时，打开的一个窗口或一个Web页面，我们也可以把它叫做一个“会话”，扩展到一个局域网里面，所有用户要通过防火墙上网，要打开很多个窗口或Web页面发（即会话），那么，这个防火墙，所能处理的最大会话数量，就是“并发连接数”。 像路由器的路由表存放路由信息一样，防火墙里也有一个这样的表，我们把它叫做并发连接表，是防火墙用以存放并发连接信息的地方，它可在防火墙系统启动后动态分配进程的内存空间，其大小也就是防火墙所能支持的最大并发连接数。大的并发连接表可以增大防火墙最大并发连接数，允许防火墙支持更多的客户终端。尽管看上去，防火墙等类似产品的并发连接数似乎是越大越好。但是与此同时，过大的并发连接表也会带来一定的负面影响： 并发连接数的增大意味着对系统内存资源的消耗 以每个并发连接表项占用300B计算，1000个并发连接将占用300B×1000×8bit/B≈2.3Mb内存空间，10000个并发连接将占用23Mb内存空间，100000个并发连接将占用230Mb内存空间，而如果真的试图实现1000000个并发连接的话那么，这个产品就需要提供2.24Gb内存空间！ 并发连接数的增大应当充分考虑CPU的处理能力 CPU的主要任务是把网络上的流量从一个网段尽可能快速地转发到另外一个网段上，并且在转发过程中对此流量按照一定的访问控制策略进行许可检查、流量统计和访问审计等操作，这都要求防火墙对并发连接表中的相应表项进行不断的更新读写操作。如果不顾CP U的实际处理能力而贸然增大系统的并发连接表，势必影响防火墙对连接请求的处理延迟，造成某些连接超时，让更多的连接报文被重发，进而导致更多的连接超时，最后形成雪崩效应，致使整个防火墙系统崩溃。 物理链路的实际承载能力将严重影响防火墙发挥出其对海量并发连接的处理能力 虽然目前很多防火墙都提供了10/100/1000Mbps的网络接口，但是，由于防火墙通常都部署在Internet出口处，在客户端PC与目的资源中间的路径上，总是存在着瓶颈链路——该瓶颈链路可能是2Mbps专线，也可能是512Kbps乃至64Kbps的低速链路。这些拥挤的低速链路根本无法承载太多的并发连接，所以即便是防火墙能够支持大规模的并发访问连接，也无法发挥出其原有的性能。 有鉴于此，我们应当根据网络环境的具体情况和个人不同的上网习惯来选择适当规模的并发连接表。因为不同规模的网络会产生大小不同的并发连接，而用户习惯于何种网络服务
软件体系结构综述
软件体系结构研究综述 班级：软件092 学号：17 姓名：陈世华摘要: 近年来,软件体系结构逐渐成为软件工程领域的研究热点以及大型软件系统与软件产品线开发中的关键技术之一.归纳了软件体系结构技术发展过程及其主要研究方向.在分析了典型的软件体系结构概念之后,给出了软件体系结构的定义.通过总结软件体系结构领域的若干研究活动,提出了软件体系结构研究的两大思路,并从7个方面介绍了软件体系结构研究进展.探讨了软件体系结构研究中的不足之处,并分析其原因.作为总结,给出了软件体系结构领域最有前途的发展趋势. 关键词: 软件体系结构;基于体系结构的软件开发;软件体系结构描述语言;软件体系结构描述方法;软件体系结构演化;软件体系结构发现;软件体系结构分析;软件体系结构验证;特定域软件体系结构(DSSA) Abstract: Software architecture (SA) is emerging as one of the primary research areas in software engineering recently and one of the key technologies to the development of large-scale software-intensive system and software product line system. The history and the major direction of SA are summarized, and the concept of SA is brought up based on analyzing and comparing the several classical definitions about SA. Based on summing up the activities about SA, two categories of study about SA are extracted out, and the advancements of researches on SA are subsequently introduced from seven aspects. Additionally, some disadvantages of study on SA are discussed, and the causes are explained at the same time. Finally, it is concluded with some significantly promising tendency about research on SA. Key words: software architecture; architecture-based development; architecture description language; architectural representation and description; architectural evolution and reuse; architectural discovery; architectural analysis; architectural verification and evaluation; domain-specific software architecture (DSSA)
防火墙技术课后题
第5章：防火墙技术 一、选择题 1．为确保企业局域网的信息安全，防止来自internet的黑客入侵，采用（）可以实现一定的防范作用。 A。网管软件 B。最件列表 C。防火墙 D。防病毒软件 2．网络防火墙的作用是（）。（多选项） A．防止内部信息外泄 B。防止系统感染病毒与非法访问 Ｃ。防止黑客访问 Ｄ。建立内部信息和功能与外部信息和功能之间的屏障 ３．防火墙采用的最简单的技术是（） Ａ。安装保护卡Ｂ。隔离C。包过滤D。设置进入密码 4． 防火墙技术可分为（）等到3大类型，防火墙系统通常由（）组成，防止不希望的、未经授权的进出被保护的内部网络，它是一种（）网络系统安全措施。 1）A包过滤、入侵检测和数据加密 B.包过滤、入侵检测和应用代理“ C包过滤、应用代理和入侵检测 D.包过滤、状态检测和应用代理 2)A．杀病毒卡和杀毒软件 B．代理服务器和入检测系统 C．过滤路由器和入侵检测系统 D．过滤路由器和代理服务器 3)A．被动的 B.主动的 C．能够防止内部犯罪的 D．能够解决所有问题的 5． 防火墙是建军立在内外网络边界上的一类安全保护机制，它的安全架构基于（）。一般为代理服务器的保垒主机上装有（），其上运行的是（）。 1)A．流量控制技术 B 加密技术 C．信息流填充技术 D．访问控制技术 2)A．一块网卡且有一个IP地址 B．两个网卡且有两个不同的IP地址
C．两个网卡且有相同的IP地址 D．多个网卡且动态获得IP地址 3)A．代理服务器软件 B．网络操作系统 C．数据库管理系统 D．应用软件 6．在ISO OSI/RM 中对网络安全服务所属的协议层次进行分析，要求每个协议层都能提供网络安全服务。其中用户身份认证在（1）进行，而IP过滤型防火墙在（2）通过控制网落边界的信息流动，来强化内部网络的安全性。 A 网络层 B 会话层 C 物理层 D 应用层 7. 下列关于防火墙的说法正确的是（） A 防火墙的安全性能是根据系统安全的要求而设置的 B 防火墙的安全性能是一致的，一般没有级别之分 C防火墙不能把内部网络隔离为可信任网络 D 一个防火墙只能用来对两个网络之间的互相访问实行强制性管理的安全系统 8. 防火墙有（）作用。（多选题） A 提高计算机系统总体的安全性 B 提高网络的速度 C 控制对网点系统的访问 D 数据加密 9．下列（）不是专门的防火墙产品 A. ISA server 2004 B. cisco router C. topsec 网络卫士 D. check point 防火墙 10. ( )不是防火墙的功能 A. 过滤进出网络的数据包 B. 保护存储数据包 C. 封堵某些禁止的访问行为 D. 记录通过防火墙的信息内容和活动 二.问答题 1.什么是防火墙？防火墙应具有的基本功能是什么？使用防火墙的好处有那些? 2.总的来说。防火墙主要由那向部分组成? 3.防火墙按照技术分类，分成几类? 4.包过滤防火墙的工作原理是什么？包过滤防火墙有什么优缺点? 5.包过滤防火墙一般检查那几项 6 包过滤防火墙中制定访问控制规则一般有哪些？ 7 代理服务器的工作原理是什么？代理服务器有什么优、缺点？ 8 举例说明现在应用的有哪几种代理服务？ 9 在防火墙的部署中，一般有哪几种体系结构？ 10 简述网络地址转换（NAT）的原理。它主要应用有那些方面？ 11 常见的放火墙产品有哪些？试比较它们的特点与技术性能。
防火墙的主要类型
防火墙的主要类型 按照防火墙实现技术的不同可以将防火墙为以下几种主要的类型。 1.包过滤防火墙 数据包过滤是指在网络层对数据包进行分析、选择和过滤。选择的数据是系统内设置的访问控制表（又叫规则表），规则表制定允许哪些类型的数据包可以流入或流出内部网络。通过检查数据流中每一个IP数据包的源地址、目的地址、所用端口号、协议状态等因素或它们的组合来确定是否允许该数据包通过。包过滤防火墙一般可以直接集成在路由器上，在进行路由选择的同时完成数据包的选择与过滤，也可以由一台单独的计算机来完成数据包的过滤。 数据包过滤防火墙的优点是速度快、逻辑简单、成本低、易于安装和使用，网络性能和通明度好，广泛地用于Cisco 和Sonic System等公司的路由器上。缺点是配置困难，容易出现漏洞，而且为特定服务开放的端口存在着潜在的危险。 例如：“天网个人防火墙”就属于包过滤类型防火墙，根据系统预先设定的过滤规则以及用户自己设置的过滤规则来对网络数据的流动情况进行分析、监控和管理，有效地提高了计算机的抗攻击能力。 2、应用代理防火墙
应用代理防火墙能够将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段，使得网络内部的客户不直接与外部的服务器通信。防火墙内外计算机系统间应用层的连接由两个代理服务器之间的连接来实现。有点是外部计算机的网络链路只能到达代理服务器，从而起到隔离防火墙内外计算机系统的作用；缺点是执行速度慢，操作系统容易遭到攻击。 代理服务在实际应用中比较普遍，如学校校园网的代理服务器一端接入Internet,另一端介入内部网，在代理服务器上安装一个实现代理服务的软件，如WinGate Pro、Microsoft Proxy Server等，就能起到防火墙的作用。 3、状态检测防火墙 状态检测防火墙又叫动态包过滤防火墙。状态检测防火墙在网络层由一个检查引擎截获数据包并抽取出与应用状态有关的信息。一次作为数据来决定该数据包是接受还是拒绝。检查引擎维护一个动态的状态信息表并对后续的数据包进行检查，一旦发现任何连接的参数有意外变化，该连接就被终止。 状态检测防火墙克服了包过滤防火墙和应用代理防火墙的局限性，能够根据协议、端口及IP数据包的源地址、目的地址的具体情况来决定数据包是否可以通过。 在实际使用中，一般综合采用以上几种技术，使防火墙产品能够满足对安全性、高效性、
综合模块化航空电子系统软件体系结构综述
第30卷 第10期航 空 学 报 Vol 130No 110 2009年 10月ACTA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA Oct. 2009 收稿日期:2008208228;修订日期:2008211218 基金项目:总装备部预研基金(9140A17020307JB3201);空军工程 大学工程学院优秀博士论文创新基金(BC07003) 通讯作者:褚文奎E 2mail :chuwenkui @1261com 文章编号:100026893(2009)1021912206 综合模块化航空电子系统软件体系结构综述 褚文奎,张凤鸣,樊晓光 (空军工程大学工程学院,陕西西安 710038) Overvie w on Soft w are Architecture of Integrated Modular Avionic Systems Chu Wenkui ,Zhang Fengming ,Fan Xiaoguang (Institute of Engineering ,Air Force Engineering University ,Xi ’an 710038,China ) 摘 要:作为降低系统生命周期费用(L CC )、控制软件复杂性、提高软件复用程度的重要手段之一,软件体系结构已成为航空计算领域的一个主要研究方向。阐述了综合模块化航空电子(IMA )的理念,分析了推动 IMA 产生和发展的主要因素。总结了ARINC 653,ASAAC ,GOA 以及F 222通用综合处理机(CIP )上的软件 体系结构研究成果,并讨论了IMA 软件体系结构需要解决的若干问题及其发展趋势。在此基础上,对中国综合航电软件体系结构研究提出了一些见解。 关键词:综合模块化航空电子;软件体系结构;开放式系统;软件工程;军事工程中图分类号:V247;TP31115 文献标识码:A Abstract :As an important means to decrease system life cycle cost (L CC ),control software complexity ,and improve the extent of software reuse ,software architecture has been a mainstream research direction in the aeronautical computer field.This article expatiates the concept of integrated modular avionics (IMA ).Three major factors are analyzed which promote the development of IMA architecture.IMA software architectures presented by ARINC specifications 653,ASAAC ,GOA ,and F 222common integrated processor (CIP )are summarized.Discussion about some problems to be solved and the development trend is made for IMA soft 2ware architecture.Finally ,some views are presented about IMA software architecture research in China.K ey w ords :integrated modular avionics (IMA );software architecture ;open systems ;software engineering ;military engineering 军用航空电子系统(以下简称:航电)是现代 战机的“中枢神经”,承载了战机的绝大部分任务,比如电子战、通信导航识别(CN I )系统等,是决定战机作战效能的重要因素。 F 222的航电综合了硬件资源,重新划分了任务功能,标志着战机的航电结构正式演变为综合式。在此基础上,F 235将航电硬件综合推进到传感器一级,并用统一航电网络取代F 222中的多种数据总线,航电综合化程度进一步提高[1]。 与此同时,航电软件化的概念逐渐凸现。F 222上由软件实现的航电功能高达80%,软件代码达到170万行,但在F 235中,这一数字刷新为800多万行。这表明,软件已经成为航电开发和实现现代化的重要手段[2] 。 航电综合化和软件化引申的一个重要问题是如何合理组织航电上的软件,使之既能够减少生 命周期费用(Life Cycle Co st ,L CC )和系统复杂度,同时又能在既定的约束条件下增强航电软件的复用性和经济可负担性。此即是航电软件体系结构研究的主要内容。 1 综合模块化航空电子 111 综合模块化航空电子理念 综合模块化航空电子(Integrated Modular Avi 2onics ,IMA )(注:该结构在国内一般称为综合航 电)是目前航电结构发展的最高层次,旨在降低飞机LCC 、提高航电功能和性能以及解决软件升级、硬件老化等问题。与联合式航电“各子系统软硬件专用、功能独立”的理念不同,IMA 本质上是一个高度开放的分布式实时计算系统,致力于支持不同关键级别的航电任务程序[3]。其理念概括如下: (1)系统综合化。IMA 最大限度地推进系 统综合,形成硬件核心处理平台、射频传感器共享;高度融合各种传感器信息,结果为多个应用程
防火墙技术综述
防火墙技术综述 Internet的迅速发展给现代人的生产和生活都带来了前所未有的飞跃，大大提高了工作效率，丰富了人们的生活，弥补了人们的精神空缺；而与此同时给人们带来了一个日益严峻的问题―――网络安全。网络的安全性成为当今最热门的话题之一，很多企业为了保障自身服务器或数据安全都采用了防火墙。随着科技的发展，防火墙也逐渐被大众所接受。但是，由于防火墙是属于高科技产物，许多的人对此还并不是了解的十分透彻。而这篇文章就是给大家讲述了防火墙工作的方式，以及防火墙的基本分类，并且讨论了每一种防火墙的优缺点。 一、防火墙的基本分类 1．包过滤防火墙 第一代防火墙和最基本形式防火墙检查每一个通过的网络包，或者丢弃，或者放行，取决于所建立的一套规则。这称为包过滤防火墙。 本质上，包过滤防火墙是多址的，表明它有两个或两个以上网
络适配器或接口。例如，作为防火墙的设备可能有两块网卡(NIC)，一块连到内部网络，一块连到公共的Internet。防火墙的任务，就是作为“通信警察”，指引包和截住那些有危害的包。包过滤防火墙检查每一个传入包，查看包中可用的基本信息（源地址和目的地址、端口号、协议等）。然后，将这些信息与设立的规则相比较。如果已经设立了阻断telnet连接，而包的目的端口是23的话，那么该包就会被丢弃。如果允许传入Web 连接，而目的端口为80，则包就会被放行。 多个复杂规则的组合也是可行的。如果允许Web连接，但只针对特定的服务器，目的端口和目的地址二者必须与规则相匹配，才可以让该包通过。 最后，可以确定当一个包到达时，如果对该包没有规则被定义，接下来将会发生什么事情了。通常，为了安全起见，与传入规则不匹配的包就被丢弃了。如果有理由让该包通过，就要建立规则来处理它。 建立包过滤防火墙规则的例子如下： l 对来自专用网络的包，只允许来自内部地址的包通过，因为其他包包含不正确的包头部信息。这条规则可以防止网络内部的任何人通过欺骗性的源地址发起攻击。而且，如果黑客对专用网络内部的机器具有了不知从何得来的访问权，这种过滤方式可以阻止黑客从网络内部发起攻击。
防火墙概述的教案
防火墙概述的教案 【篇一：《网络安全》课程教学大纲】 《网络安全技术案例教程》课程教学大纲 课程编码: 学分: 开课单位: 先修课程: 编写: 3.0 电子信息工程系任靖 课程性质: 学时: 适用专业: 编写时间: 审核: 专业必修课 2012年7月16日 一、课程的性质和任务 本课程是高等职业学校计算机网络专业的一门专业技术课，内容包括：计算机网络安全概述、密码技术、计算机病毒、操作系统安全、防火墙技术、黑客入侵与防范、网络与信息安全实训等。 本课程的任务是：在具有计算机的基础知识，了解计算机网络组成 和原理的基础上，进一步加强网络信息安全的学习，使学生具有维 护计算机网络信息安全的能力。 本课程的要求是：使学生掌握计算机网络安全需要的攻、防、测、控、管、评等方面的基础理论和实施技术。 二、教学基本要求 1. 计算机网络安全技术概论 （1）计算机网络安全的概念 （2）计算机网络系统面临的威胁 （3）计算机网络系统的脆弱性 （4）计算机网络安全技术的研究内容和发展过程 （5）计算机网络安全的三个层次 （6）网络安全的设计和基本原则 （7）安全技术评价标准 2. 实体安全与硬件防护技术 （1）实体安全技术概述 （2）计算机房场地环境的安全防护 （3）安全管理 （4）电磁防护 （5）硬件防护 3. 计算机软件安全技术
（1）计算机软件安全技术概述 （2）文件加密技术 （3）软件运行中的反跟踪技术 （4）防止非法复制软件的技术 （5）保证软件质量的安全体系 4. 网络安全防护技术 （1）网络安全概述 （2）计算机网络的安全服务和安全机制（3）网络安全防护措施 5. 备份技术 （1）备份技术概述 （2）备份技术与备份方法 （3）备份方案的设计 （4）典型的网络系统备份方案实例 6. 密码技术与压缩技术 （1）密码技术概述 （2）加密方法 （3）密钥与密码破译方法 （4）常用信息加密技术介绍 （5）outlook express下的安全操作实例（6）数据压缩 7. 数据库系统安全 （1）数据库系统简介 （2）数据库系统安全概述 （3）数据库的数据保护 （4）死锁、活锁和可串行化 （5）数据库的备份与恢复 （6）攻击数据库的常用方法 （7）数据库系统安全保护实例 8. 计算机病毒及防治 （1）计算机病毒概述 （2）dos环境下的病毒 （3）宏病毒 （4）网络计算机病毒 （5）反病毒技术
冯诺依曼体系结构发展综述
冯·诺依曼体系结构发展综述 摘要：本文介绍了冯·诺依曼体系结构的诞生和发展，探讨了制约现代计算机进一步发展的主要因素。指出基础硬件IC生产技术的极限和冯·诺依曼体系结构的缺陷将成为计算机发展的两大瓶颈。调查了现在为了突破冯·诺依曼体系瓶颈各国科学家做出的努力，总结了现在正在研究发展中的几种非冯·诺依曼体系结构计算机。 关键词：冯·诺依曼体系结构；计算机；局限；发展 1冯·诺依曼体系的诞生和发展 1.1冯·诺依曼体系结构概述 众所周知，第一台计算机是诞生于1946年的ENIAC。作为第一台计算机的研制者，数学家冯·诺依曼提出了计算机制造的三个基本原则，即采用二进制逻辑、程序存储执行以及计算机由五个部分组成（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备），这套理论被称为冯·诺依曼体系结构。该体系结构在创立70年后的今天仍然指导着计算机的制造，冯·诺依曼由此被称为“计算机之父”。对冯体系结构的传承与突破也记载着计算机的发展进程。[1] 1.2冯·诺依曼提下的发展动向 作为经久不哀的经典理论，冯·诺依曼系结构的优点是逻辑清晰、结构简单、实现成本低，缺点是存储的指令和数据共享一条总线，信息流的传输成为限制计算机性能的瓶颈，串行执行指令的方式影响了指令的执行速度。基于该理论的特点，对冯·诺依曼体系结构的三原则的演变角度分析计算机的发展动向。[2] 1.2.1二进制逻辑的演变 计算机诞生前，人类对计算机的逻辑并无清晰的概念，计算机采用什么进制一度成为科学家争论的焦点。基于人类的习惯，计算机采用十进制似乎更符合人类规范，能更好地为人类服务。但是，冯·诺依曼以电子设备存在二种稳态为依据提出了以二进制逻辑作为计算机逻辑基础，沿用至今。取决进制使用的关键在于基本稳态数量，人类普遍有十根手指，十种基本稳态造成了人类使用十进制这一现象。计算机的制造元器件如二极管等，普遍具有通断、高电平低电平、充放电等二种稳态，故而计算机内采用二进制。目前，科学家研究的新型计算机如生物计算机、量子计算机等，其制造元件使用生物分子和量子等，具备的基本稳态数量很多，其内部采用的进制也必然不同。在生物、量子等前沿科技的推动下，未来将很有可能制造出采用十进制的计算机。
计算机体系结构综述
体系结构高性能的追求 计算机体系结构是选择并相互连接硬件组件的一门科学和艺术，在人们不断探索研究的过程中，一直在追求计算机的功能、性能、功率以及花费的高度协调，以期达到各方面的最佳状态，在花费、能量、可用性的抑制下，实现计算机的多功能、高性能、低功率、少花费的一个新时代。 根据当前体系结构的发展现状，要实现以上全部要求的一台计算机，还存在着诸多的限制条件，包括逻辑上的以及硬件上的。本篇综述针对2008年的ISCA会议上的几篇论文，经过仔细研读，深刻剖析，这些文章将现在计算机体系结构发展遇到的各种瓶颈列出，并给出了相关的意见及可行的解决方案。 计算机的体系结构范围很广，定义也很宽泛，它包含了指令集的设计、组织、硬件与软件的边界问题等等，同时涉及了应用程序、技术、并行性、编程语言、接口、编译、操作系统等很多方面。作为各项技术发展的中心，体系结构一直在不断地朝前发展。 纵观计算机体系结构一路发展的历史，从60年代中期以前，最早的体系结构发展的早期时代，计算机系统的硬件发展很快，通用硬件已经很普遍，但是软件的发展却很滞后，刚刚起步，还没有通用软件的概念。从60年代中期到70年代中期，体系结构有了很大进步。多道程序、多用户系统引入了人机交互的新概念，开创了计算机应用的新境界，使硬件和软件的配合上了一个新的层次，但是此时的软件由于个体化特性很难维护，出现了“软件危机”。从20世纪70年代中期开始，分布式系统开始出现并流行，极大地增加了系统的复杂性，出现了微处理器并获得了广泛应用。如今计算机的体系结构发展已经进入了第四代，硬件和软件得到了极大的综合利用，迅速地从集中的主机环境转变成分布的客户机／服务器(或浏览器／服务器)环境，新的技术不断涌现出来。尽管如此，计算机在总体上、功能上需要解决的问题仍然存在。随着RISC技术、Cache等创新技术的发展，不仅仅在专业领域，越来越多的PC机也在向此靠拢。在每一次进步与创新的同时使组件的成本降到最低成为最需要考虑的问题。 此次会议上发表的几篇论文，分别从以下几个方面对计算机体系结构的发展与改进进行了探究。 一、新一代服务器的发展 在《Understanding and Designing New Server Architectures for Emerging Warehouse-Computing Environments》一文中，提出了一个改善服务器性能的方案。这篇论文旨在试图理解和为新兴的“仓库计算”环境设计下一代服务器。文中有两个主要的
网络组建 防火墙概述
网络组建防火墙概述 防火墙是指设置在不同网络(如可信任的企业内部网和不可信的公共网)或网络安全域之间的一系列部件的组合。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口，能根据企业的安全政策控制(允许、拒绝、监测)出入网络的信息流，且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务，实现网络和信息安全的基础设施。在逻辑上，防火墙是一个分离器，一个限制器，也是一个分析器，有效地监控了内部网和Internet之间的任何活动，保证了内部网络的安全。 随着Internet的发展和普及，人们在享受信息化带来的众多好处的同时，也面临着日益突出的网络安全问题。例如，保护在Internet上国家秘密和商业秘密，网上各种行为者的身份确认与权责利的确认，高度网络化的各种业务（商务、政务、教务等）信息系统运行的正常和不被破坏，网络银行、电子商务系统中的支付与结算的准确真实，都将成为企业形象、商业利益、国家安全和社会稳定的焦点。 1．防火墙的作用 古代人们在房屋之间修建一道墙，这道墙可以防止火灾发生的时候蔓延到别的房屋，因此被称为“防火墙”。而现在，我们将将防火墙应用于网络，其含意为“隔离在内部网络与外部网络之间的一道防御系统。” 应该说，在互联网上防火墙是一种非常有效的网络安全模型，通过它可以隔离风险区域(即Internet或有一定风险的网络)与安全区域(局域网)的连接，同时不会妨碍人们对风险区域的访问。防火墙可以监控进出网络的通信量，从而完成看似不可能的任务；仅让安全、核准了的信息进入，同时又抵制对企业构成威胁的数据。随着安全性问题上的失误和缺陷越来越普遍，对网络的入侵不仅来自高超的攻击手段，也有可能来自配置上的低级错误或不合适的口令选择。因此，防火墙的作用是防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络，迫使单位强化自己的网络安全政策。 一般的防火墙都可以达到以下目的： ●可以限制他人进入内部网络，过滤掉不安全服务和非法用户； ●防止入侵者接近防御设施； ●限定用户访问特殊站点； ●为监视Internet安全提供方便。 由于防火墙假设了网络边界和服务，因此更适合于相对独立的网络，例如Intranet等种类相对集中的网络。防火墙正在成为控制对网络系统访问的非常流行的方法。事实上，在Internet上的Web网站中，超过三分之一的Web网站都是由某种形式的防火墙加以保护，这是对黑客防范最严，安全性较强的一种方式，任何关键性的服务器，都建议放在防火墙之后。如图9-1所示，它可以在用户的计算机和Internet之间建立起一道屏障，把用户和外部网络隔离；用户可以通过设定规则来决定哪些情况下防火墙应该隔断计算机与Internet之间的数据传输，哪能些情况下允许两者间的数据传输。通过这拉的方式，防火墙挡住来自外部网络对内部网络的攻击和入侵，从而保障用户的网络安全。
ARM体系结构综述
第一编ARM编程模式 1. Thumb指令集是ARM指令集的重编码的子集，相较于ARM指令集，Thumb指令集有两个不足： 1）Thumb的代码执行相同的任务需要相较ARM代码更多的指令数，故不适合一些要求最大化执行时间效率的程序； 2）Thumb中不包含一些异常处理需要使用的代码，故不适用编写一些高层次的异常处理代码 2. ARM是一个RISC（精简指令集计算机），包含以下一些特性： 1) 一个大型统一的寄存器表 2) load/store结构，即所有数据操作都仅基于寄存器，而非直接基于内存； 3) 简单寻址模式，即所有load/store寻址仅依靠寄存器内容和指令域决定； 4) 统一和定长的指令格式，简化了指令的解码。 3. ARM有七种处理器模式，分别为：User（用户模式，即正常指令执行模式），FIQ（快速中断模式），IRQ（通用中断处理模式），Supervisor（超级用户模式，即操作系统保护模式），Abort（中止模式，实现内存或虚拟内存的保护），Undefined（未定义模式），System（系统模式，执行特权的系统进程）。模式之间的切换可以通过软件控制或外部的中断或异常引起。 4. 正常的应用程序均在User（用户模式）下运行，此时无法获取一些受限的系统资源，也不可以任意切换处理器模式，除非有异常发生。 5. 除了User外的其他六个均为特权模式，他们可以获取各类系统资源，并能实现相互切换。其中除System外的五个为异常模式。 6. ARM总计拥有37个寄存器，其中31个通用的32-bit寄存器，还有6个32-bit状态寄存器。而在任意时刻，仅有其中的16个通用寄存器是可见的。 7. ARM体系结构中可见的寄存器为R0-R15，可分成三类：未堆积（unbanked）寄存器R0-R7，堆积（banked）寄存器R8-R14和程序计数器R15。 8. R0-R7为所有模式共享，所有模式共用这8个寄存器。 9. R8-R14为堆积寄存器，其又分成两类。一类是R8-R12，分为两组，一组是FIQ模式专用，另一组是其他六种模式共用。另一类是R13和R14，分为六组，分别是User和System共用一组，其他五种异常处理器模式各保有一组R13和R14。R13和R14一般都用来做特殊的用途，其中R13为堆栈指针（SP）；R14为链接寄存器，有两种特殊的功能，一种是发生子程序调用时保存子程序返回地址，另一种是异常发生时保存异常返回地址。 10. PC（R15）保存的是程序计数器，为当前指令的地址+8字节。同时，由于ARM指令是字对齐的，所以PC的最低两个位bit[0:1]一般为0。一个例外是当STR或者STM指令保存
防火墙的核心技术
无论防火墙在网络中如何部署，也无论防火墙性能差异如何巨大，纵观防火墙发展的历史，其核心技术都经历了包过滤、应用代理和状态监测三个阶段。不同厂商的核心技术在其基础上进行改革，正是这些改革，导致了防火墙产品在健壮性、可靠性、性能，甚至价格方面的巨大差异。 简单包过滤防火墙 简单包过滤技术对网络层和传输层协议进行保护，对进出网络的单个包进行检查，具有性能较好和对应用透明的优点，目前绝大多数路由器都提供这种功能。 但是，由于它不能跟踪TCP状态，所以对TCP层的控制有漏洞。如当它配置了仅允许从内到外的TCP访问时，一些以TCP应答包的形式从外部对内网进行的攻击仍可以穿透防火墙。因此，它是一种淘汰技术，从1999年开始，主流防火墙产品中已经很少使用该技术。 据悉，美国国防部已经明令禁止在其国防网内使用这种产品。遗憾的是，我国还有大量的防火墙采用这种技术。笔者建议，在一些重要领域和行业，不要使用这种体系架构的防火墙。 应用代理防火墙 应用代理防火墙也可称之为应用网关防火墙。应用代理的原理是彻底隔断通信两端的直接通信，所有通信都必须经应用层代理层转发，访问者任何时候都不能与服务器建立直接的TCP连接，应用层的协议会话过程必须符合代理的安全策略要求。 断掉所有的连接，由防火墙重新建立连接，可以使应用代理防火墙具有极高的安全性。但是，这种高安全性是以牺牲性能和对应用的透明性为代价的。它不能支持大规模的并发连接，在对速度敏感的行业使用这类防火墙时简直是灾难。另外，防火墙核心要求预先内置一些已知应用程序的代理，使得一些新出现的应用在代理防火墙内被无情地阻断，不能很好地支持新应用。在IT领域中，新应用、新技术、新协议层出不穷，代理防火墙很难适应这种局面。因此，在一些重要的领域和行业的核心业务应用中，代理防火墙正被逐渐疏远。 但是，自适应代理技术的出现让应用代理防火墙技术出现了新的转机，它结合了代理防火墙的安全性和包过滤防火墙的高速度等优点，在不损失安全性的基础上将代理防火墙的性能提高了10倍。 目前，应用代理防火墙依然有很大的市场空间，仍然是主流的防火墙之一。尤其在那些应用比较单一（如仅仅访问www站点等）、对性能要求不高的中小企业内部网中，具有实用价值。状态监测防火墙 Check Point公司推出的新一代防火墙核心架构——状态监测防火墙，目前已经成为防火墙的标准。这种防火墙在包过滤防火墙的架构之上进行了改进，它摒弃了包过滤防火墙仅考查进出网络的数据包，而不关心数据包状态的缺点，在防火墙的核心部分建立状态连接表，并将进出网络的数据当成一个个的会话，利用状态表跟踪每一个会话状态。状态监测对每一个包的检查不仅根据规则表，更考虑了数据包是否符合会话所处的状态，因此提供了完整的对传输层的控制能力。 状态监测技术还采用了一系列优化技术，使防火墙性能大幅度提升，能应用在各类网络环境中，尤其是在一些规则复杂的大型网络上。因此，它是目前最流行的防火墙技术。 目前，业界很多优秀的防火墙产品都采用了状态监测体系结构，如Cisco的PIX防火墙、NetScreen防火墙等。从2000年开始，国内的许多防火墙公司，如东软、天融信等公司，都开始采用这一最新的体系架构。 ------------摘自《计算机世界》2002/10/7网络通信 如何鉴别防火墙功能差异 有一些问题常令用户困惑：在产品的功能上，各个厂商的描述十分雷同，一些“后起之秀”与知名品牌极其相似。面对这种情况，该如何鉴别？ 描述得十分类似的产品，即使是同一个功能，在具体实现上、在可用性和易用性上，个体差异地十分明显。 一、网络层的访问控制 所有防火墙都必须具备此项功能，否则就不能称其为防火墙。当然，大多数的路由器也可以通过自身的ACL来实现此功能。 1．规则编辑 对网络层的访问控制主要表现在防火墙的规则编辑上，我们一定要考察：对网络层的访问控制是否可以通过规则表现出来？访问控制的粒度是否足够细？同样一条规则，是否提供了不同时间段的控制手段？规则配置是否提供了友善的界面？是否可以很容易地体现网管的安全意志？2．IP/MAC地址绑定 同样是IP/MAC地址绑定功能，有一些细节必须考察，如防火墙能否实现IP地址和MAC地址的
Linux 防火墙概述
Linux 防火墙概述 防火墙是指设置在不同网络(如可信任的企业内部网和不可信的公共网)或网络安全域之间的一系列部件的组合。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口，能根据企业的安全政策控制(允许、拒绝、监测)出入网络的信息流，且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务，实现网络和信息安全的基础设施。在逻辑上，防火墙是一个分离器，一个限制器，也是一个分析器，有效地监控了内部网和Internet之间的任何活动，保证了内部网络的安全。 随着Internet的发展和普及，人们在享受信息化带来的众多好处的同时，也面临着日益突出的网络安全问题。例如，保护在Internet上国家秘密和商业秘密，网上各种行为者的身份确认与权责利的确认，高度网络化的各种业务（商务、政务、教务等）信息系统运行的正常和不被破坏，网络银行、电子商务系统中的支付与结算的准确真实，都将成为企业形象、商业利益、国家安全和社会稳定的焦点。1．防火墙的作用 古代人们在房屋之间修建一道墙，这道墙可以防止火灾发生的时候蔓延到别的房屋，因此被称为“防火墙”。而现在，我们将将防火墙应用于网络，其含意为“隔离在内部网络与外部网络之间的一道防御系统。” 应该说，在互联网上防火墙是一种非常有效的网络安全模型，通过它可以隔离风险区域(即Internet或有一定风险的网络)与安全区域(局域网)的连接，同时不会妨碍人们对风险区域的访问。防火墙可以监控进出网络的通信量，从而完成看似不可能的任务；仅让安全、核准了的信息进入，同时又抵制对企业构成威胁的数据。随着安全性问题上的失误和缺陷越来越普遍，对网络的入侵不仅来自高超的攻击手段，也有可能来自配置上的低级错误或不合适的口令选择。因此，防火墙的作用是防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络，迫使单位强化自己的网络安全政策。一般的防火墙都可以达到以下目的： ●可以限制他人进入内部网络，过滤掉不安全服务和非法用户； ●防止入侵者接近防御设施； ●限定用户访问特殊站点； ●为监视Internet安全提供方便。 由于防火墙假设了网络边界和服务，因此更适合于相对独立的网络，例如Intranet等种类相对集中的网络。防火墙正在成为控制对网络系统访问的非常流行的方法。事实上，在Internet上的Web网站中，超过三分之一的Web网站都是由某种形式的防火墙加以保护，这是对黑客防范最严，安全性较强的一种方式，任何关键性的服务器，都建议放在防火墙之后。如图9-1所示，它可以在用户的计算机和Internet之间建立起一道屏障，把用户和外部网络隔离；用户可以通过设定规则来决定哪些情况下防火墙应该隔断计算机与Internet之间的数据传输，哪能些情况下允