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英特网的快速发展和广泛应用在为运营商创造巨大商机的同时也提出了更大的挑战。随着网络应用的种类越来越丰富，如何在开放的网络环境中保障用户的信息安全己成为业界关注的热点之一。虚拟专网技术能在因特网上为用户提供专有网络体验，将虚拟专网与IP安全协议结合形成的IP安全虚拟专网，凭借IP安全协议良好的加解密机制，能为网络数据提供可靠的安全保障。本文针对IP安全协议中的安全联盟及其应用展开研究，重点分析安全联盟的管理机制以及在报文加密处理中的应用，主要内容包括：1）IPSec体系结构研究：围绕IP安全协议的体系结构和基本原理，阐述如何利用隧道技术构建虚拟专网。总结IP安全协议体系中认证头协议、封装安全负载协议、英特网密钥交换协议的设计思想，分析IPSec的核心—安全联盟的管理机制和数据结构，制定IPSec的系统数据流图。2）自动方式安全联盟协商机制研究：英特网密钥交换协议为自动协商生成安全联盟提供了基础，能够简化手动方式安全联盟的配置流程。围绕英特网密钥交换协议的基础理论，分析自动协商生成安全联盟的基本原理和协商过程。结合实际应用场景，分析自动方式安全联盟的老化、空闲超时、对端探测、无效安全参数索引恢复等管理机制。3）安全联盟在报文转发中的应用研究：通过分析基于访问控制列表的安全策略匹配算法的原理和特点，提出一种新型的标准方式访问控制列表管理方法。制定利用安全联盟对数据报文进行加解封装处理的工作流程，并论述安全联盟的组合—隧道技术在数据流处理中的应用。通过分析安全联盟构造加密会话的机制设计一种以加密会话为基础的IP安全加密框架。4）IPSec系统配置验证和性能分析：以安全联盟的手工配置方式和自动协商方式为例验证IPSec系统的实现；借助OPNET仿真平台，分析IPSec系统的应用场景及其对网络性能的影响。