软交换平台下基于SIP协议的攻击过滤及测试系统设计

摘要

软交换技术是实现下一代网络VoIP的一个最佳解决方案，它采用SIP协议来完成软交换平台下VoIP中呼叫的建立、修改和释放过程。SIP协议被公认为下一代互联网的核心控制协议，其设计思想借鉴了其它Internet标准和协议，并遵循Internet一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展的原则。由于其开放的特性，针对SIP协议的安全研究成为了焦点。为了减少SIP应用中合法用户的正常利益受到损害，开发出一套基于SIP协议的攻击过滤及转发测试系统显得尤为重要。
　　本文在确定研究背景及研究意义的基础上，首先介绍了软交换技术及SIP协议基本原理，包括软交换技术的基本概念和体系结构，SIP协议的消息格式、呼叫流程和SIP事务处理过程，为下文中过滤系统的设计与实现打下了理论基础。
　　其次，介绍了过滤系统实现中所涉及的关键技术，提出了基于多名单过滤的设计思想，并采用Bloom Filter算法实现匹配过滤。本文提出了一种实现快速匹配的Bloom Filter算法新结构，通过对算法结构中的m向量进行扩展来达到降低误判率实现快速匹配的目的，并对算法的性能进行了模拟测试，以证明算法新结构的有效性。接着设计了过滤系统的各个功能模块及工作流程，并在深入解析开源的oSIP协议栈及源码后介绍了过滤系统的实现过程。在该实现过程中详细介绍了各个模块的功能及实施步骤，并利用Sipp软件产生呼叫流对过滤系统进行压力测试，从而测试出过滤系统所能承受的呼叫强度。
　　最后，设计了转发性能测试系统，主要实现了对设备转发性能如吞吐率、延迟、丢包率等参数的测试。本文通过对测试系统软件的界面功能进行需求分析，概括出界面功能应包含测试描述功能、文件管理功能、脚本生成及编辑功能、脚本调用功能和测试结果输出功能，并使用TCL/TK语言实现了系统的界面设计。接着对测试系统与测试仪表的接口进行分析并加以实现，然后设计了相应测试脚本来实现测试过程，执行脚本文件并生成测试报告，最后对转发测试系统的扩展功能进行了展望。

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缩略词表

第一章 引言

1.1 研究背景

1.2 论文目的和意义

1.3 本文的主要工作及结构安排

第二章 软交换与SIP协议

2.1 软交换技术

2.2 SIP协议介绍

2.3 本章小结

第三章 基于SIP协议的过滤系统设计

3.1 基于SIP协议的过滤系统概述

3.2 过滤系统框架设计及工作流程

3.3 Bloom Filter算法性能分析

3.4 本章小结

第四章 基于SIP协议的过滤系统实现

4.1 oSIP协议栈介绍

4.2 过滤系统实现

4.3 系统性能测试

4.4 本章小结

第五章 转发测试系统设计与实现

5.1 转发性能测试参数分析

5.2 测试系统界面功能需求

5.3 测试系统界面设计

5.4 测试系统接口

5.5设备转发性能测试

5.6 测试系统扩展

5.7 本章小结

第六章 全文总结

致谢

参考文献

附录

攻硕期间取得的研究成果