随着网络建设速度的加快和网络应用的多元化,网络威胁也日益增多,各种蠕虫、病毒、网络入侵、DoS攻击、泄密事件层出不穷,造成了巨大的损失。而在这些威胁中,以应用为目标或载体的威胁所占的比重日益增加,UTM就是为了统一解决上述威胁而产生的安全设备。现阶段的UTM多数采用多核技术,整合了防火墙,入侵防御,防病毒,反垃圾邮件,内容过滤等模块,性能优越,功能强大,虽然与购买所含的单功能的设备相比价格较低,但对于小型企业来说成本仍然很高。为了提高小型企业以及大型企业不同部门使用UTM设备的性价比,本文设计并实现了一种基于UTM的虚拟系统,该虚拟系统可以将UTM在逻辑上划分成多台独立的虚拟设备,各自虚拟系统的数据包根据各自虚拟系统的路由进行转发,每个虚拟系统都可拥有独立的系统资源、管理员、安全策略、用户认证数据库等,互不影响,互不干涉,降低了成本的同时大大简化了安全管理和网络结构。同时本文还针对该虚拟系统设计了一套CPU保护机制,该机制可以根据权重为每个虚拟系统分配CPU资源,某个虚拟系统资源消耗较大时不会影响其他虚拟系统的使用,做到了各虚拟系统之间真正的互相独立。本文最后对该机制进行了算法改进,测试数据表明,改进后的机制能更有效地提高CPU的使用率和实时的处理速度。