16、网络安全技术：防火墙性能与协议逆向工程挑战

网络安全技术：防火墙性能与协议逆向工程挑战

1. 防火墙性能分析

防火墙在软件定义网络（SDN）中起着至关重要的作用。与学习型交换机相比，防火墙处理数据包的时间要长 2.5 倍，这是因为它需要执行更多操作，如将策略解释为 OpenFlow 规则、更新和访问状态表、验证数据包的合法性等。

不过，随着负载的增加，防火墙能够保持稳定的性能，并且不会降低网络性能。通过实验观察，防火墙的连接处理平均时间从 10 个并发连接时的 1.84 毫秒缓慢增加到 1000 个并发连接时的 2.59 毫秒；在控制器测试中，这个时间从 1.37 毫秒增加到 2.42 毫秒。

防火墙的连接处理时间有两个增长阶段：从 50 到 250 个并发连接时，平均连接时间增加 0.45 毫秒；从 250 到 500 个并发连接时，时间几乎稳定；之后又增加 0.47 毫秒。而在控制器测试中，直到 250 个并发连接时时间几乎稳定，之后增加 1 毫秒。

这些趋势主要由以下三个因素导致：
- Open vSwitch（OVS）中流表的大小 ：在控制器测试中，流表大小线性增加；而在防火墙测试中，由于 OpenFlow 规则的安装和卸载，流表大小会线性增加和减少。流表大小增加时会降低性能。
- RYU 的多线程行为 ：多线程机制优化了控制器的执行，加快了处理速度。
- 防火墙的多线程机制 ：为了优化防火墙的性能，引入了多线程机制，使得在负载增加时不会增加额外的处理时间。

总体而言，随着并发连接数量的增加，防火墙能够保持良好的性能，因为它不会给连接