随着网络规模的不断扩大以及网络应用的多样化，网络安全问题日益严峻，网络安全愈发变得难以人工控制。在市场需求的推动下，产生了各式的网络安全产品。在越来越多样的网络安全产品中，防火墙超越了其他网络安全领域，成为发展最快的安全产品之一。在防火墙产品的升级过程中，传统的纯软件式防火墙已经不能够适应当前市场对防火墙性能需求和多样化的功能需求，专用的高性能防火墙设备成为大多数网络服务商的必然选择。同样由于多样化的网络安全功能需求，防火墙的检测方式也在不断发生着变化。从最初始的单包过滤防火墙，到各种应用代理防火墙，防火墙体系结构与检测方式都在不断的向前发展。对于专业防火墙设备而言，综合前人的智慧，去芜存菁是一个必然的选择。复合型防火墙就是这样一种选择的结果。复合型防火墙基本上兼容了前两个阶段防火墙的优势，既能在单包攻击防御方面保持高效，同时又通过应用代理弥补单包防火墙的功能缺陷。本文基于复合型防火墙架构，设计并实现了扫描攻击防御和客户端认证代理两个业务模块，同时对这两个业务处理过程中的一些关键部分提出了优化思路与解决方案。在整体结构设计方面，综合了两种防火墙的优势以及具体业务模块的要求，在报文预处理，业务数据管理和攻击日志管理等几个方面进行了统一的处理，从整体上提高了防火墙的性能。在扫描攻击防御部分，提出了一个统一的报文统计流程，在简化计数操作的同时，可以对目前公认的三种扫描攻击做出有效而准确的识别。在客户端认证代理部分，提供了面对目前三种主流网络应用协议的多种代理方式。在业务处理流程中，设计了一个有效的老化数据维护的层次结构模型，减少系统计时器中断频率。本文最后提供了系统的主要测试数据，通过功能测试与性能测试两个角度，证明了本系统功能的正确性与高效性。在功能测试部分，模拟了实际业务中的不同情景，全面对业务逻辑进行测试。在性能测试中，在相同环境下，通过新模块对转发性能影响对比，验证了系统的高效性。