需求分析校园网管理中心项目

校园网络管理中心需求分析报告版本：1.0.08:20 AM1.引言1.1编写目的对产品或项目进行定义，包括修正或发行版本号。

如果这个软件需求规格说明只与整个系统的一部分有关系，那么只定义文档中要说明的部分或子系统。

主要针对校园网络管理中心进行相关业务的建设。

包括网络信息发布、网络服务、安全管理、信息资源管理、信息查询、校外业务的建设。

1.2背景说明说明项目或模块开发背景。

目前，针对我们广大的师生，好的网络管理及服务是对网络安全和专门防止网络违法犯罪相关行为的主要措施之一。

为了确保网络安全和网络违法犯罪相关活动的从源头上解决，并且对于广大师生对于相关软件的下载应用和相关的网络服务来展开这些模块的开发。

网络信息发布包括：获取校园即时信息。

网络服务包括：网络维修、网络限制、网络管理。

安全管理包括：防火墙。

信息资源管理包括：常用软件的下载。

信息查询包括：用户对相关信息的查询。

校外包括：有权限通过外网访问校园网。

1.3预期读者和阅读建议对于校园网络管理中心项目的建设，初衷旨在服务广大师生更好的通过网络来沟通与学习，但是随着时代的进步，网络环境日益复杂，开始考虑到上网环境的安全性、简约型、实用性。

对于一部分用户来说，必要的文档说明是对于校园网络中心提供的相关服务更好的服务于用户的必然之选。

2.任务概述2.1目标项目的主要方面是在网络信息发布、网络服务、安全管理、信息资源管理、信息查询、校外业务这七个模块方面进行设计。

要达到的目标就是简单化、扁平化的实现各功能模块的要求。

从而实现校园网络管理中心满足广大师生的相关需求。

2.2用户特点关于校园网网络管理中心适用人群，主要人群有：在校的广大师生，相关从业人员，相关商品售卖点。

通过简而言之的技术说明来是广大用户可以更容易了解校园网络服务。

2.3假定和约束根据用户不同，权限跟系统管理员自然有别，这使得管理方面变得更加安全、快捷。

3.业务功能概要描述3.1现有系统分析对现有系统（包括自动或人工的）进行简要分析。

校园网络管理中心系统概述：网络信息发布、网络服务、安全管理、信息资源管理、信息查询和校外。

3.2业务描述描述实际业务的过程和特点，即业务建模。

3.3系统角色画出系统中的角色，并用文字进行说明。

3.4主题描述（或：系统用例视图）画出主题图，描述主题内的业务和主题间的业务。

或用语言描绘系统总的用例视图。

图1.主题图3.5业务流程图用的活动图描绘系统总的业务流程。

3.6业务接口3.6.1外部业务接口描述与其它项目或业务模块的功能接口。

例如：工资模块与考勤、考核、任免、职称等模块的功能接口描述。

3.6.2内部业务接口描述各个主题之间的业务接口。

4.业务功能详细描述用语言和图对每个子系统、主题或业务模块要完成的功能进行完整详细的描述。

即功能建模。

4.1信息资源管理（模块一）4.1.1业务功能描述信息管理模块：在校园网管理系统中，管理员可以对系统进行对文件上传以及删除，软件上传、软件更新等操作。

用户可以下载文件、软件，上传文件等操作。

4.1.2业务流程图用的活动图描绘子系统或业务模块的业务流程，在活动图中标注用到的或输入输出的表格、资料。

注意，这里的活动图描述的是该子模块的业务流程。

4.1.3主题描述及用例视图图2.信息资源管理用例图4.1.4用例描述对全部用例或主要的用例用文字进行详细描述。

用户可以下载文件、软件。

上传文件。

管理员可以对文件、软件进行增删改查。

4.1.4.1用例名称一用户登录【操作描述】用户登录，判断用户是否存在，用户存在且密码正确，则进入下一级判断，否则重新输入，进入下一级判断，判断是用户还是管理员，给予不同的权限，退出系统。

图3.信息资源管理状态图4.2安全管理（防火墙）（模块二）我们认为，该计算机网络安全应该从以下几个层面进行考虑：第一层：外部网络连接及数据访问，其中包括：●出差在外的移动用户的连接；●托管服务器网站对外提供的公共服务；●办公自动化网使用与连接。

第二层：内部网络连接，其中包括通过专线连接的托管服务器网站与办公自动化网。

第三层：同一网段中不同部门间的连接这里主要是指同一网段中，即连接在同一个或交换机上的不同部门的主机和工作站的安全问题，我们主要对防火墙分析我们所完成的防火墙主要完成对底层网络数据的截获，然后分析数据包的包头，然后将包头与规则表要求进行对比，做出是否放行等判断。

同时采用了基于连接的状态包过滤处理方法，我们的防火墙在进行规则检查的同时，将包的连接状态记录下来，该连接以后的包则无需再通过规则检查，而只需通过状态表里对该包所属的连接的记录来检查即可。

对于在状态表中没有找到相应记录的才和规则表进行比较。

4.2.1产品类型基于网络中间层包过滤个人防火墙，内嵌状态包检测引擎。

接口：支持以太网接口。

使用平台：在操作系统下使用协议支持：等协议4.2.2实现功能1.对来自网卡驱动程序或者协议驱动程序的包进行包头分析。

将包头分析的结果存放到相应的数据结构中（包头分析结果对象）2.将包头分析的结果送往规则表管理模块进行比较。

3.按照规则表比较的结果对包做出相应的处理——放行或者丢弃。

如果是协议的包，应该在规则比较前查找连接状态表，确定是否在该表中。

如果在，直接放行包；如果不在，进行规则表比较。

4.创建一个动态链接库实现用户界面和防火墙驱动程序的通信。

5.实现一个友善的用户界面，能够让网络管理员方便的配置防火墙的规则表。

6.性能结合状态包过滤引擎大幅度提高了防火墙的吞吐效率。

4.2.3 图通过项目小组对系统主要功能的使用者，维护者，管理者，以及系统需要交互的外部对象，我们确定出系统的三个角色：防火墙规则管理员，协议栈（）,网卡驱动程序( )，下面是角色的描述模板：防火墙规则管理员通过设置防火墙规则保证其管理网络的安全，系统功能的维护者和使用者。

使用用防火墙的用户界面和系统的主要功能负责防火墙规则表的管理（添加，删除防火墙规则，管理防火墙规则文件）协议栈（）向防火墙发送要发往网络的包，接受防火墙放行的来自网卡的包和防火墙驱动交互负责提供发往防火墙的网络封包负责接受防火墙放行的来自网卡驱动的网络封包网卡驱动程序（）向防火墙发送来自网络的包，接受防火墙放行的来自协议的包防火墙驱动交互负责提供发往防火墙的网络封包负责接受防火墙放行的来自网卡驱动的网络封包通过对问题的分析，我们初步可以识别出的系统用例为：开关防火墙，防火墙规则表管理，基于历史记录的状态的网络封包包处理。

如图4所示：图4 防火墙系统顶层用例图对顶层用例图进行细化，得到分解用例如下：防火墙规则表管理可以分解为：添加规则：添加一条规则到规则表中删除规则：删除规则表中的一条规则查找规则表：在内存中查找规则表中的某条规则规则排序：不同的规则顺序将影响防火墙规则的语意，所以防火墙管理员将使用规则排序功能，该功能使用在硬盘中的规则表文件管理实现规则表文件管理：备份内存中的规则表，同时可以实现规则排序开关防火墙，不用分解基于历史记录的状态的网络封包包处理，分解为：封包处理，该用例是防火墙的主要功能，将调用：分解分包包头，与规则表过滤等功能以实现其功能。

基于历史状态的封包处理，比如说基于历史状态的封包(协议)。

它是封包处理的扩展。

分解包头，根据协议，分解包头，返回封包分析结果给封包处理单元。

与规则表比较，同规则表比较得出结果，返回比较结果给封包处理单元。

历史状态记录，维护并更新一张表记录了连接的历史记录。

计算，通过计算得到表地址。

基于以上分解，得到下面细化的用例图，如图5:图5 防火墙系统完整的用例图4.2.4协议栈类该类标识一个外部系统，它是一个独立于防火墙的一个协议栈。

它的属性主要是协议句柄，防火墙通过这个句柄和它绑定。

类定义如图3。

这个类是系统外部的为了说明程序接口程序不实现这个类。

图6 协议栈类的定义4.2.5网卡驱动程序类该类标识了一个外部的系统，它是网卡的驱动程序，我们抽象它为一个类，它的主要属性是它微端口句柄，防火墙通过这个句柄和它绑定。

类定义如图7。

这是外部的类不需要实现。

图7 网卡驱动程序类的定义4.2.6防火墙管理员类负责防火墙规则的管理，保证防火墙语义被正确实施。

这个类负责添加规则，删除规则，管理规则文件，开关防火墙。

该类和一个防火墙规则管理模块关联。

图8 网卡驱动程序类的定义4.2.7包过滤防火墙模块类该类是防火墙系统的核心，它调用了很多类的操作实现防火墙的功能。

它维护了2个队列，一个是发送到协议栈来自网卡的网络封包队列，一个是要发送到网卡来自的网络封包队列，这2个队列都等待防火墙的过滤。

上层（模块），下层（网卡）模块调用这个类的操作来过滤网络上来往的封包。

4.2.8状态表管理模块类该类是管理链表的模块，它负责对连接状态表进行维护；定时器不断刷新链表，定时删除过期的连接，以保持状态包检测的高效。

4.2.9防火墙基于状态的包过滤模块类该类是包过滤防火墙类和状态表管理模块的子类，它继承了两个父类的属性，在父类中由于是基于规则的检查，同属于同一连接的不同包毫无任何联系，每个包都要和规则表进行比较。

而这个子类主要用于有连接的协议的包的过滤。

以后的包的关键字出现在连接状态表中，则无需再通过规则检查，直接放行；对于在连接状态表中没有找到相应记录的才和规则表进行比较。

如果规则要求放行的话，添加这个包的关键字到连接状态表中。

同时它继承的状态表管理模块将负责刷新/定时维护防火墙的状态表。

以上3个类，它们相互关联组成了一个防火墙封包过滤包，它们的定义和关系如下图：图9 包过滤防火墙模块类，防火墙基于状态的包过滤模块4.2.10防火墙规则表模块类防火墙规则管理员将调用这个类的相应操作来为防火墙添加一条规则，删除一条规则，这个类还被防火墙包过滤模块调用（图中没有画出关联），检查规则链表，来确定一个封包的处理结果。

4.2.11防火墙规则类该类和规则表模块类是“组合聚集”关系，一个规则表模块包括了0个或多个防火墙的规则。

每一条规则对符合这条规则的相应的封包做出处理。

以上2个类，它们和防火墙规则管理员类相互关联组成了一个防火墙规则管理包，它们的定义和关系如下图：图10 防火墙规则表类，防火墙规则类的的定义和关系4.2.12防火墙包头分析模块类该类的操作被防火墙包过滤模块调用，用来进行包头分析；分析的结果是创建一个网络封包包头分析结果类4.2.13网络封包包头分析结果类及其子类该类是封包分析的结果，封包使用的协议可以是或者其他，分别对应一个子类，该类得到的结果将是规则表过滤的依据。

这里要特别注意包类的情况下，它将会要求同状态表进行比较（即进行状态包过滤）。

以上2个类，组成了一个防火墙封包分析包，它们的定义和关系如图11。

图11 防火墙包头分析模块类，网络封包包头分析结果类及其子类的定义及其关联4.2.14用画出类图根据以上的类的定义和关系的初步描述，网络中间层防火墙系统的类图如下：图12 网络中间层状态检测防火墙的类图4.2.15包图为了便于描述，我们引入包图，下图描述了本系统的包图。