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一、嵌入式防火墙设计
1.基于Iptables-Ipset-NF-hipac的防火墙设计
Iptables的优势在于具有足够的灵活度，并且功能强大，面面俱到；劣势是在数量巨大
的规则集时性能低下。然而Ipset虽然具有很好的性能，将Iptables的时间复杂度从O(n)降
到了O(1)，但集合里所有的IP对应到同一个处理操作，在面对并非一次性更新的规则集合
时，显得用处不大。NF-hipac的灵活性和性能处于前二者之间，但是只能代替Iptables-t
filter选项。因此，综合三个工具的优势，设计出一个更加优秀的防火墙方案：
(1)Ipset负责一次性大规模更新同一处理操作的IP集；
(2)NF-hipac负责独立零散的过滤规则的更新；
(3)Iptables用来进行其他子功能（数据包转发、数据包地址伪装等）操作。
这样既保证了系统运行的高性能，又能覆盖所需的全部功能。本文设计的嵌入式Linux
防火墙的整体体系架构如图1所示。硬件层为ARM9的处理器，操作系统内核为经过移植
的Linux(版本2.6.13)内核，并且支持NetFilter。用户态则移植了三款防火墙工具，并且
都是在Netfilter架构的基础上进行开发的，包括Iptables、Ipset以及NF-hipac。
IptablesIpsetNF-hipac
用户态
Linux内核（2.16.13）+NetFilter内核态
ARM9处理器硬件层
图1嵌入式Linux防火墙系统架构示意
2.开发平台及编译环境
本文设计的嵌入式Linux防火墙方案是在HIT-ES-DK01平台上实现的。该平台采用
ATMEL公司AT91RM9200(ARM920T)嵌入式处理器，主频180MHz，带有MMU存储器
管理单元，内嵌10M/100M自适应以太网。开发板上还包括64MBSDRAM、256MB/
1GBNandFlash和16MBNorFlash，板上集成4线电阻式触摸屏接口、TFT液晶屏接口，最
大支持16BPP模式800觹600分辨率，板载RS232、RS485、RJ45、USB等接口以及CAN总
线接口及多种存储卡接口。实验平台的接口布局如图2所示。
JTAT接口
USBHOST四线触摸屏接口
EEPROM
USBDevice
ADS7843
复位电路
RS232接口
RS485总线接口AT91RM9200IO/100M网口DM916IE
LED蜂鸣器32MBSDRAM
CAN总线接口16MBNorFlash
地址数据总线缓冲
256MBNandFlash
显示存储器
SID13506显示接口芯片
CF卡（
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