淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
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系統識別號 U0002-2906201011545700
中文論文名稱 基於BrazilFW Linux嵌入式系統運用於校園汱換的輕量型電腦之軟體路由器實作
英文論文名稱 Implementation of Software Routers on Obsolete Light Computers in Campuses Based on BrazilFW Linux-based Embedded Systems
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 98
學期 2
出版年 99
研究生中文姓名 潘東元
研究生英文姓名 Dung-Yuan Pan
學號 796410180
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2010-06-11
論文頁數 128頁
口試委員 指導教授-黃連進
委員-陳裕賢
委員-張志勇
委員-黃連進
中文關鍵字 嵌入式系統  軟體路由器  BrazilFW  Linux 
英文關鍵字 Embedded system  software router  BrazilFW  Linux 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 嵌入式系統強調能在有限的硬體環境下做特定用途的最大應用,而BrazilFW是一個基於自由軟體架構而在Linux平台下的一套強大的軟體路由器,不僅支援L7的防火牆而且又有QoS的管理功能,卻不會耗用大量的硬體資源。因此本論文企圖將其嵌入式系統的軟體路由器BrazilFW實作在這批被視為無法使用的舊電腦上,來做為應用於國小校園中的軟體路由器及防火牆,而達到物盡其用的目的。
其目的不僅希望學校在限資源下─尤其在偏遠型的小學校,其能獲得的經費和資源相當有限,若能讓校園內的舊電腦能物盡其用,相信對這些學校會有一些幫助。更因BrazilFW為其自由軟體的特質,免費下載又開放原始碼,也易於操作,不僅可以替學校省下大筆採購和維修路由器和防火牆硬體的費用,更可以因應學校的環境需求來做調整,加裝需要的應用服務而運用於各種不同規模的校園中,以達到客製化的理想。
英文摘要 Embedded systems stress maximum utilization of limited hardware for specific purposes. BrazilFW is a free and powerful Linux-based software router. It supports L7 firewall and offers QoS management without using a large amount of hardware resources. This study attempted to make use of old and obsolete computers by implementing BrazilFW on them to provide routing and firewall services in elementary school campuses.
The purpose of this study was to make use of old computers in elementary schools, especially those located in remote areas and having limited funds and resources. BrazilFW is free software, so it can be downloaded for free and modified without restrictions. Moreover, it is also easy to use. Therefore, BrazilFW can help schools save a huge amount of costs of procuring and maintaining routers and firewall systems and also be modified according to the environmental needs of each school. Customization of this software can be realized through installation and application of optional applications needed by campuses in different scales.
論文目次 第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 章節內容概要 4
第二章 系統相關背景知識 5
2.1 路由器的概念 5
2.1.1 路由選擇功能 5
2.1.2 路由選徑方式 6
2.2作業系統核心 Linux Kernel 7
2.2.1 Linux的歷史源起 7
2.2.2 Linux kernel 8
2.2.3 Linux distribution 9
2.2.4 Linux的功能和優點 10
2.3 嵌入式系統(Embedded system) 11
2.3.1 定義 11
2.3.2 種類 12
2.3.3 Embedded Linux 13
第三章 BrazilFW系統設計架構及硬體 15
3.1 嵌入式系統的架構及設計策略 15
3.1.1 設計嵌入式系統的架構 15
3.1.2 嵌入式系統的設計策略 17
3.2 關於BrazilFW路由器的簡介 18
3.2.1 源起 18
3.2.2 發展 18
3.2.3 應用 19
3.3 校園中舊電腦的硬體限制 20
3.3.1 嵌入式系統的硬體選擇方案 20
3.3.2 嵌入式系統的硬體平台及限制 21
第四章 BrazilFW系統整合及建置 25
4.1 系統版本的選擇 25
4.2 系統的安裝 26
4.3 系統的設定 28
4.4 由web介面管理 33
4.5 管理介面的中文化 35
第五章 實作成果 40
5.1 管理環境的系統功能介紹 40
5.2 遠端Web管理連線設定 54
5.3 做為校園路由器的規畫及設定 57
5.4 加裝需求的外掛應用程式 74
5.5 系統分析 86
第六章 結論與未來展望 88
6.1 結論 88
6.2 未來展望 90
參考文獻 91
附錄—英文論文 92

圖目錄

圖3-1 嵌入式系統基本架構圖 15
圖3-2 CPU:AMDk6-2/333 21
圖3-3 記憶體:128M 22
圖3-4 顯示卡: 22
圖3-5 主機版:S7AXA 22
圖3-6 硬碟容量:6.4G 23
圖3-7 網路卡:SN5100TX 23
圖3-8 光碟:32倍速舊光碟 23
圖4-1 光碟安裝過程(一) 26
圖4-2 光碟安裝過程(二) 27
圖4-3 光碟安裝過程(三) 27
圖4-4 光碟安裝過程(四) 27
圖4-5 光碟安裝過程(五) 27
圖4-6 光碟安裝過程(六) 28
圖4-7 光碟安裝(七) 28
圖4-8 開機登入畫面 28
圖4-9 下半部登入畫面 29
圖4-10 在登入完成後說明畫面 29
圖4-11 內部網路的IP和子網路遮罩 30
圖4-12 選擇內部網路的連接的介面 30
圖4-13 設定對外網路的連接方式 30
圖4-14 選擇對外網路的連接介面 31
圖4-15 校園對外網路的連接設定 31
圖4-16 DHCP和SSH連線服務的設定 32
圖4-17 內部網路DHCP服務的IP範圍設定 32
圖4-18 密碼的設定 32
圖4-19 設定完成說明 33
圖4-20 開機後會出現的調整設定畫面 33
圖4-21 IE網圵列 34
圖4-22 歡迎畫面 34
圖4-23 登入畫面 34
圖4-24 BrazilFW的web管理介面 35
圖4-25 管理介面中文化(一) 35
圖4-26 管理介面中文化(二) 36
圖4-27 管理介面中文化(三) 36
圖4-28 管理介面中文化(四) 36
圖4-29 管理介面中文化(五) 37
圖4-30 管理介面中文化(六) 37
圖4-31 管理介面中文化(七) 38
圖4-32 管理介面中文化(完成畫面) 38
圖5-1 左方的功能表列 40
圖5-2 主機狀態上半部設定畫面 41
圖5-3 主機狀態下半部設定畫面 41
圖5-4 LAN設定畫面 42
圖5-5 WAN上半部設定畫面 43
圖5-6 WAN下半部設定畫面 43
圖5-7 負載平衡設定畫面 44
圖5-8 DMZ(非軍事區)設定畫面 45
圖5-9 DHCP及DNS的設定畫面 45
圖5-10 主機設定畫面 46
圖5-11 埠轉換設定畫面 47
圖5-12 IP和MAC管理畫面 47
圖5-13 port管理畫面 48
圖5-14 Layer7應用層過濾畫面 48
圖5-15 進階防火牆管理畫面 49
圖5-16 QoS頻寬管理設定 49
圖5-17 排程管理設定 50
圖5-18 子網路切割畫面 50
圖5-19 系統密碼設定畫面 51
圖5-20 各項設定檔選取畫面 51
圖5-21 設定檔存檔後畫面 52
圖5-22 診斷工具選取畫面 52
圖5-23 設定檔備份畫面 53
圖5-24 存檔畫面 53
圖5-25 重新啟動畫面 54
圖5-26 putty tunnels設定(一) 55
圖5-27 putty tunnels設定(二) 56
圖5-28 putty tunnels設定(三) 56
圖5-29 putty登入畫面 56
圖5-30 IE網址列 57
圖5-31 校圖路由器及NAT防火牆規劃圖 58
圖5-32 第一台BrazilFW路由器LAN設定 59
圖5-33 第一台BrazilFW路由器WAN設定 60
圖5-34 路由器中路由表的顯示畫面 60
圖5-35 第一台路由器關掉NAT的設定畫面 61
圖5-36 第一台路由器停止不必要的服務設定畫面 61
圖5-37 進入自行定義的防火牆設定 64
圖5-38 防火牆編輯設定內容 65
圖5-39 校園中QoS流量規劃圖 66
圖5-40 二層架構的樹形圖 68
圖5-41 QoS頻寬管制 69
圖5-42 QoS配置檔編輯 69
圖5-43 QoS編輯路徑 69
圖5-44 掛載指令畫面 74
圖5-45 遠端抓取sysinfo檔案 75
圖5-46 卸載後重新啟動指令畫面 75
圖5-47 功能表中Bandwidth Usage Statistics選項 75
圖5-48 Mrtg的網路流量圖 76
圖5-49 遠端抓取libgd.tgz、libpng.tgz、bandwidth.tgz畫面 77
圖5-50 功能表中Bandwidthd功能 77
圖5-51 Bandwhidthd的設定檔畫面 77
圖5-52 設定檔修改後結果 78
圖5-53 存檔後備份畫面 79
圖5-54 點選Click to go畫面 79
圖5-55 bandwidth的流量表及圖 80
圖5-56 遠端抓取squid.tgz檔畫面 81
圖5-57 功能表中squid選項 81
圖5-58 squid主要設定畫面 82
圖5-59 暫存檔和記錄檔設定 83
圖5-60 過濾項目設定檔 83
圖5-61 阻擋色情網址 83
圖5-62 關鍵字阻檔設定畫面 84
圖5-63 副檔名阻擋設定畫面 84
圖5-64 串流檔暫存的設定畫面 85
圖5-65 功能表存檔和重新啟動 85

參考文獻 [1] Craig Hunt, “TCP/IP Network Administration 2/e”,O’REILLY,2001.
[2] 陳彥文、劉惠英、許獻聰、周立德、賴源正、陳仁暉,網路路由技術,全華科技圖書公司,2007。
[3] Linux Online. http://www.linux.org/info/index.html
[4] 鳥哥,鳥哥的私房菜,上奇科技,2003,http://linux.vbird.org/
[5] Daniel Bovet , Marco Cesati, ” Understanding the Linux Kernel,Second Edition“, O'Reilly & Associates, Inc. Sebastopol, CA,USA, 2002.
[6] Wikipedia. http://zh.wikipedia.org/zh-tw/Embedded_system
[7] Whitepaper: Embedding Linux, 2004,
http://www.linuxdevices.com/articles/AT9306437540.html
[8] Wayne Wolf, ”principles of Embedded computing System Design“,Elsevier, Singapore, Pte Ltd, 2004
[9] Coyote Linux. http://coyotelinux.com/
[10] 陳俊宏,” Embedded Linux嵌入式系統原理與實務第三版”,
學貫行銷股份有限公司,2005。
[11] BrazilFW Firewall and Router.http://www.brazilfw.com.br
[12] Ki Hwan Yum; Eun Jung Kim; Das, C.R, ” QoS provisioning in clusters: an investigation of router and NIC design“, Computer Architecture, Proceedings. 28th Annual International Symposium on, Page(s):120–129, 2001.
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