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智慧油田是在数字油田的基础上,结合现代物联网和云计算技术,通过实时监测、实时数据自动采集、实时分析解释、实施决策与优化的闭环管理,实现油田自动化生产和科学分析与决策,提高决策速度和准确度,从而达到油气生产高效管理的目的。智慧油田系统是一套移动智能化解决方案,根据部署的大量移动智能终端和传感器,形成一个巨大的物联网,借助于云计算中心强大的运算能力,对采集数据实时分析后及时调整生产状态,对生产规划做出决策支持。大量的数据实时传输和处理要求,和油田生产所处特殊行业的敏感性,决定了智慧油田对稳健网络连接的高度依赖。课题组根据当前因特网的发展现状和智慧油田业务的实际需要,结合一些开源软件的开发经验,开发了一个功能完善、响应迅速和能保障网络层连接安全性的IPv6协议栈。本论文的实际工作是完成IPv6协议栈中的IPsec部分,替移动终端和网络层的数据传输提供网络层安全性保障。根据实际的业务需要和运行环境限制,将IPsec和协议栈中其他IP数据包处理模块结合在一起,有利于加快数据包的处理速度和降低系统设计难度。论文的主要贡献和工作计划在下面几点。首先,分析了IPv6协议和IPsec协议体系。研究了IPv6网络层协议中基本报头和扩展报头的结构,因为IPsec安全协议报文部分以扩展头的形式插入在IP数据包中；同时分析了IPsec整个协议体系,重点研究了AH和ESP两种安全协议,隧道模式和传输模式两种运行模式,以及密钥交换协议IKE和安全联盟。其次,论文提出了IPsec系统的模块化设计方案,通过将IPsec系统各部分功能分类成相互之间关联度低的功能模块,从而降低系统各部分之间的耦合度,减少了系统开发的工作量,有利于将来的功能扩展和现有功能维护。最后,根据前面的分析和设计,实现了IPsec系统,并且对系统从功能和性能两个方面进行了测试,测试结果表明系统实现达到了设计预期,可以投入实际使用。