CN103929418A - 基于网络安全设备的无线上网方法及*** - Google Patents

基于网络安全设备的无线上网方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于网络安全设备的无线上网方法及***,涉及网络安全设备技术领域,所述方法包括以下步骤:S1:内核接收外网或内网通过无线传输方式所发送来的报文,并将接收到的报文发送至用户态程序;S2:所述用户态程序接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,并将安全处理后的报文发送至所述内核;S3:所述内核接收由所述用户态程序发送来的报文,并进行转发,以实现无线上网。本发明将报文在内核与用户态程序之间传输及处理,以使得网络安全设备既可实现无线上网,又可对无线上网实现网络安全防护,从而在不增加外接设备的情况下,提高网络安全设备的灵活性。

Description

基于网络安全设备的无线上网方法及***
技术领域
本发明涉及网络安全设备技术领域,特别涉及一种基于网络安全设备的无线上网方法及***。
背景技术
网络安全是指网络***的硬件、软件及其***中的数据受到保护,不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露,***连续可靠正常地运行,网络服务不中断。
通过现有的网络安全设备可实现网络安全防护(数据流量的检测与防护等),在通过网络安全设备(如防火墙)实现上网时,无论是内网的终端与其连接,还是外网的服务器与其连接,连接的方式均是有线连接,支持无线连接的较少,即使支持也需要外接设备(路由器等设备)进行组网,导致网络安全设备的灵活性不足。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:如何在不增加外接设备的情况下,提高网络安全设备的灵活性。
(二)技术方案
为解决上述技术问题,本发明提供了一种基于网络安全设备的无线上网方法,所述方法包括以下步骤:
S1:内核接收外网或内网通过无线传输方式所发送来的报文,并将接收到的报文发送至用户态程序;
S2:所述用户态程序接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,并将安全处理后的报文发送至所述内核;
S3:所述内核接收由所述用户态程序发送来的报文,并进行转发,以实现无线上网。
其中,步骤S1之前包括:
S001:所述内核为内网网卡注册网口wan0,并在连接外网时为外网网卡注册网口ppp0;
S002:所述用户态程序注册同名的操作接口wan0和操作接口ppp0,以保证同名的网口和操作接口的IP地址及MAC地址一致;
S003:所述用户态程序在注册操作接口wan0时同步在所述内核注册一个对应的虚拟网卡口tap_wan,以实现所述操作接口wan0与网口wan0的数据通信;所述用户态程序在注册操作接口ppp0时同步在所述内核注册一个与之对应的虚拟网卡口tap_ppp,以实现所述操作接口ppp0与内核网口ppp0的数据通信。
其中,步骤S1包括:
S101:所述内核接收通过所述网口wan0或网口ppp0通过无线传输方式所发送来的报文;
S102:所述内核通过报头来确定接收到的报文是来自网口wan0的报文或来自网口ppp0的报文,并查找对应的虚拟网卡口;
S103:所述内核将所述报文通过查找出的虚拟网卡口发送至所述用户态程序。
其中,步骤S2包括:
S201:所述用户态程序接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,若所述报文为非法报文,则直接丢弃,否则执行步骤S202;
S202:所述用户态程序判断所述报文是否为主机报文,若是,则在所述报文的报头前设置预设长度的标志位;
S203:所述用户态程序将经过判断处理后的报文通过对应的虚拟网卡口发送至所述内核。
其中,步骤S3包括:
所述内核接收由所述用户态程序发送来的报文,判断接收到的报文的报头是否具有标志位,若有,则去掉报头前的标志位,然后将所述报文转发至协议栈进行处理,否则将所述报文通过网口ppp0或网口wan0转发至对应的基站或终端设备。
本发明还公开了一种基于网络安全设备的无线上网***,所述***包括:内核和用户态程序,
所述内核,用于接收外网或内网通过无线传输方式所发送来的报文,并将接收到的报文发送至用户态程序;
所述用户态程序,用于接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,并将安全处理后的报文发送至所述内核;
所述内核,还用于接收由所述用户态程序发送来的报文,并进行转发,以实现无线上网。
其中,所述内核,还用于为内网网卡注册网口wan0,并在连接外网时为外网网卡注册网口ppp0;
所述用户态程序,还用于注册同名的操作接口wan0和操作接口ppp0,以保证同名的网口和操作接口的IP地址及MAC地址一致;
所述用户态程序,还用于在注册操作接口wan0时同步在所述内核注册一个对应的虚拟网卡口tap_wan,以实现所述操作接口wan0与网口wan0的数据通信;
所述用户态程序,还用于在注册操作接口ppp0时同步在所述内核注册一个与之对应的虚拟网卡口tap_ppp,以实现所述操作接口ppp0与内核网口ppp0的数据通信。
其中,所述内核,还用于接收通过所述网口wan0或网口ppp0通过无线传输方式所发送来的报文;
所述内核,还用于通过报头来确定接收到的报文是来自网口wan0的报文或来自网口ppp0的报文,并查找对应的虚拟网卡口;
所述内核,还用于将所述报文通过查找出的虚拟网卡口发送至所述用户态程序。
其中,所述用户态程序,还用于接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,若所述报文为非法报文,则直接丢弃;
所述用户态程序,还用于判断所述报文是否为主机报文,若是,则在所述报文的报头前设置预设长度的标志位;
所述用户态程序,还用于将经过判断处理后的报文通过对应的虚拟网卡口发送至所述内核。
其中,所述内核,还用于接收由所述用户态程序发送来的报文,判断接收到的报文的报头是否具有标志位,若有,则去掉报头前的标志位,然后将所述报文转发至协议栈进行处理,否则将所述报文通过网口ppp0或网口wan0转发至对应的基站或终端设备。
(三)有益效果
本发明将报文在内核与用户态程序之间传输及处理,以使得网络安全设备既可实现无线上网,又可对无线上网实现网络安全防护,从而在不增加外接设备的情况下,提高网络安全设备的灵活性。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的基于网络安全设备的无线上网方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
通常网络安全设备为硬件防火墙,而硬件防火墙一般采用linux内核,当linux内核为3.2.40及以上版本时,可支持内嵌无线网卡,并带有USB插口,基于该硬件及软件,本发明通过将内嵌无线网卡作为内网网卡,该内网网卡可以以wifi作为内网接入方式,并将USB插口连接外网网卡(例如:3G网卡、4G网卡等),可以以3G网卡为例,该外网网卡以3G拨号上网作为外网接入方式。
由于内网网卡、USB插口和外网网卡的驱动均部署于内核中,而网络安全设备的功能实现则需要通过用户态程序,故而基于上述硬件结构也难以实现本发明的网络安全设备的无线上网功能,为了网络安全设备既可实现无线上网,又可对无线上网实现网络安全防护,本发明提出了一种基于网络安全设备的无线上网方法;参照图1,所述方法包括以下步骤:
S1:内核接收外网或内网通过无线传输方式所发送来的报文,并将接收到的报文发送至用户态程序;
S2:所述用户态程序接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,并将安全处理后的报文发送至所述内核;
S3:所述内核接收由所述用户态程序发送来的报文,并进行转发,以实现无线上网。
以wifi作为内网接入方式且3G拨号上网作为外网接入方式为例,其数据流程如下:
上行流量:终端设备(如手机等)—wifi信道—wifi AP(wifi无限接入点)—网络安全防护业务—3G网卡—基站;
下行流量:基站—3G网卡—网络安全防护业务—wifi AP—wifi信道—终端设备;
内网网卡(wifi)会接收到终端设备发送的报文,外网网卡(3G网卡)会收到基站发送的报文,所以对于防火墙来说wifi接收的报文和3G网卡的接收报文为外部进入的报文,需要进行防火墙安全业务的检测,那么内核到用户态程序的报文拷贝就部署在接收方向,即在内网网卡及外网网卡各自的报文接收函数中,而两个函数最终都会调用netif_receive_skb(),所以报文在该函数中统一进行拷贝。
为便于实现将内核和用户态程序之间的报文传输,优选地,步骤S1之前包括:
S001:所述内核为内网网卡注册网口wan0,并在拨号上网时为外网网卡注册网口ppp0;
S002:所述用户态程序注册同名的操作接口wan0和操作接口ppp0,以保证同名的网口和操作接口的IP地址及MAC地址一致(由于外网网卡和内网网卡均需要将报文发送到用户态程序进行网络安全防护业务,故而需要用户态程序提供对应的操作接口);
S003:所述用户态程序在注册操作接口wan0时同步在所述内核注册一个对应的虚拟网卡口tap_wan(虚拟网卡口tap_wan的注册是在用户态程序的操作接口wan0注册时通过open、ioctl等函数下发到内核注册的),以实现所述操作接口wan0与网口wan0的数据通信;所述用户态程序在注册操作接口ppp0时同步在所述内核注册一个与之对应的虚拟网卡口tap_ppp(虚拟网卡口tap_ppp的注册是在用户态程序的操作接口ppp0注册时通过open、ioctl等函数下发到内核注册的),以实现所述操作接口ppp0与内核网口ppp0的数据通信(由于内核与用户态程序之间的报文传输需要通过虚拟网卡tun/tap实现,虚拟网卡tun/tap在用户态程序提供read和write函数进行报文的读出和写入,故而需要在用户态程序注册虚拟网卡口tap_wan及tap_ppp,虚拟网卡口上无配置信息,仅作为连接内核与用户态程序的通道)。
为便于内核将报文发送至用户态程序,优选地,步骤S1包括:
S101:所述内核接收通过所述网口wan0或网口ppp0通过无线传输方式所发送来的报文;
S102:所述内核通过报头(本实施方式中,通过报文的标准格式skb来确定报头中的指针dev来确定)来确定接收到的报文是来自网口wan0的报文或来自网口ppp0的报文,并查找对应的虚拟网卡口;
S103:所述内核将所述报文通过查找出的虚拟网卡口发送至所述用户态程序(本实施方式中,通过调用tun_net_xmit()将报文发送到用户态程序)。
为便于对报文进行网络安全防护,优选地,步骤S2包括:
S201:所述用户态程序接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,若所述报文为非法报文,则直接丢弃,否则执行步骤S202;
S202:所述用户态程序判断所述报文是否为主机报文,若是,则在所述报文的报头前设置预设长度的标志位(本实施方式中,预设长度为两字节);
S203:所述用户态程序将经过判断处理后的报文通过对应的虚拟网卡口发送至所述内核(本实施方式中,通过调用write函数发送至内核)。
为便于实现对报文进行转发,优选地,步骤S3包括:
所述内核接收由所述用户态程序发送来的报文(本实施方式中,内核通过虚拟网卡tun/tap的接收函数tun_get_usr()来接收由所述用户态程序发送来的报文),判断接收到的报文的报头是否具有标志位,若有,则去掉报头前的标志位,然后将所述报文转发至协议栈进行处理(本实施方式中,通过调用函数netif_rx()将所述报文转发至协议栈),否则将所述报文通过网口ppp0或网口wan0转发至对应的基站或终端设备(本实施方式中,通过调用挂钩函数dev->netdev_ops->ndo_start_xmit来将报文转发至对应的基站或终端设备)。
本发明还公开了一种基于网络安全设备的无线上网***,所述***包括:内核和用户态程序,
所述内核,用于接收外网或内网通过无线传输方式所发送来的报文,并将接收到的报文发送至用户态程序;
所述用户态程序,用于接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,并将安全处理后的报文发送至所述内核;
所述内核,还用于接收由所述用户态程序发送来的报文,并进行转发,以实现无线上网。
优选地,所述内核,还用于为内网网卡注册网口wan0,并在连接外网时为外网网卡注册网口ppp0;
所述用户态程序,还用于注册同名的操作接口wan0和操作接口ppp0,以保证同名的网口和操作接口的IP地址及MAC地址一致;
所述用户态程序,还用于在注册操作接口wan0时同步在所述内核注册一个对应的虚拟网卡口tap_wan,以实现所述操作接口wan0与网口wan0的数据通信;
所述用户态程序,还用于在注册操作接口ppp0时同步在所述内核注册一个与之对应的虚拟网卡口tap_ppp,以实现所述操作接口ppp0与内核网口ppp0的数据通信。
优选地,所述内核,还用于接收通过所述网口wan0或网口ppp0通过无线传输方式所发送来的报文;
所述内核,还用于通过报头来确定接收到的报文是来自网口wan0的报文或来自网口ppp0的报文,并查找对应的虚拟网卡口;
所述内核,还用于将所述报文通过查找出的虚拟网卡口发送至所述用户态程序。
优选地,所述用户态程序,还用于接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,若所述报文为非法报文,则直接丢弃;
所述用户态程序,还用于判断所述报文是否为主机报文,若是,则在所述报文的报头前设置预设长度的标志位;
所述用户态程序,还用于将经过判断处理后的报文通过对应的虚拟网卡口发送至所述内核。
优选地,所述内核,还用于接收由所述用户态程序发送来的报文,判断接收到的报文的报头是否具有标志位,若有,则去掉报头前的标志位,然后将所述报文转发至协议栈进行处理,否则将所述报文通过网口ppp0或网口wan0转发至对应的基站或终端设备。
以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种基于网络安全设备的无线上网方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1:内核接收外网或内网通过无线传输方式所发送来的报文,并将接收到的报文发送至用户态程序;
S2:所述用户态程序接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,并将安全处理后的报文发送至所述内核;
S3:所述内核接收由所述用户态程序发送来的报文,并进行转发,以实现无线上网。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1之前包括:
S001:所述内核为内网网卡注册网口wan0,并在连接外网时为外网网卡注册网口ppp0;
S002:所述用户态程序注册同名的操作接口wan0和操作接口ppp0,以保证同名的网口和操作接口的IP地址及MAC地址一致;
S003:所述用户态程序在注册操作接口wan0时同步在所述内核注册一个对应的虚拟网卡口tap_wan,以实现所述操作接口wan0与网口wan0的数据通信;所述用户态程序在注册操作接口ppp0时同步在所述内核注册一个与之对应的虚拟网卡口tap_ppp,以实现所述操作接口ppp0与内核网口ppp0的数据通信。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤S1包括:
S101:所述内核接收通过所述网口wan0或网口ppp0通过无线传输方式所发送来的报文;
S102:所述内核通过报头来确定接收到的报文是来自网口wan0的报文或来自网口ppp0的报文,并查找对应的虚拟网卡口;
S103:所述内核将所述报文通过查找出的虚拟网卡口发送至所述用户态程序。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤S2包括:
S201:所述用户态程序接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,若所述报文为非法报文,则直接丢弃,否则执行步骤S202;
S202:所述用户态程序判断所述报文是否为主机报文,若是,则在所述报文的报头前设置预设长度的标志位;
S203:所述用户态程序将经过判断处理后的报文通过对应的虚拟网卡口发送至所述内核。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤S3包括:
所述内核接收由所述用户态程序发送来的报文,判断接收到的报文的报头是否具有标志位,若有,则去掉报头前的标志位,然后将所述报文转发至协议栈进行处理,否则将所述报文通过网口ppp0或网口wan0转发至对应的基站或终端设备。
6.一种基于网络安全设备的无线上网***,其特征在于,所述***包括:内核和用户态程序,
所述内核,用于接收外网或内网通过无线传输方式所发送来的报文,并将接收到的报文发送至用户态程序;
所述用户态程序,用于接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,并将安全处理后的报文发送至所述内核;
所述内核,还用于接收由所述用户态程序发送来的报文,并进行转发,以实现无线上网。
7.如权利要求6所述的***,其特征在于,所述内核,还用于为内网网卡注册网口wan0,并在连接外网时为外网网卡注册网口ppp0;
所述用户态程序,还用于注册同名的操作接口wan0和操作接口ppp0,以保证同名的网口和操作接口的IP地址及MAC地址一致;
所述用户态程序,还用于在注册操作接口wan0时同步在所述内核注册一个对应的虚拟网卡口tap_wan,以实现所述操作接口wan0与网口wan0的数据通信;
所述用户态程序,还用于在注册操作接口ppp0时同步在所述内核注册一个与之对应的虚拟网卡口tap_ppp,以实现所述操作接口ppp0与内核网口ppp0的数据通信。
8.如权利要求7所述的***,其特征在于,所述内核,还用于接收通过所述网口wan0或网口ppp0通过无线传输方式所发送来的报文;
所述内核,还用于通过报头来确定接收到的报文是来自网口wan0的报文或来自网口ppp0的报文,并查找对应的虚拟网卡口;
所述内核,还用于将所述报文通过查找出的虚拟网卡口发送至所述用户态程序。
9.如权利要求8所述的***,其特征在于,所述用户态程序,还用于接收到所述报文后,对所述报文进行安全处理,若所述报文为非法报文,则直接丢弃;
所述用户态程序,还用于判断所述报文是否为主机报文,若是,则在所述报文的报头前设置预设长度的标志位;
所述用户态程序,还用于将经过判断处理后的报文通过对应的虚拟网卡口发送至所述内核。
10.如权利要求9所述的***,其特征在于,所述内核,还用于接收由所述用户态程序发送来的报文,判断接收到的报文的报头是否具有标志位,若有,则去掉报头前的标志位,然后将所述报文转发至协议栈进行处理,否则将所述报文通过网口ppp0或网口wan0转发至对应的基站或终端设备。
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