基于FPGA大流量數(shù)據(jù)識(shí)別與分流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量及應(yīng)用范圍的不斷增大給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來了一系列的問題，其中最突出的是由網(wǎng)絡(luò)流量過大引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)擁塞，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能降低。本課題的主要工作是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)大流量數(shù)據(jù)識(shí)別與分流系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中大流數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果及時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流向，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的監(jiān)控，達(dá)到減少網(wǎng)絡(luò)擁塞及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的目的。
　　論文首先著重分析幾種典型的流量采集算法，包括采樣算法、哈希算法以及大

2、象流算法，在此基礎(chǔ)上提出了更為優(yōu)化的流采集算法?；谠撍惴ǎ撐脑贏ltera公司的Stratix系列FPGA開發(fā)套件上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了大流量數(shù)據(jù)識(shí)別和分流系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收、大流識(shí)別算法及負(fù)載均衡的分流轉(zhuǎn)發(fā)三部分構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收采用Marvell公司的88E1111物理芯片以及Altera公司的千兆以太網(wǎng)IP核實(shí)現(xiàn)，接收數(shù)據(jù)的同時(shí)提取報(bào)文ID信息。大流識(shí)別算法對(duì)報(bào)文進(jìn)行分析，并負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中大流數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。負(fù)載均衡的分流轉(zhuǎn)發(fā)

3、主要是根據(jù)大流識(shí)別的結(jié)果來調(diào)整網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流向，將其中容易引起擁塞的大流根據(jù)通道負(fù)載情況進(jìn)行分流轉(zhuǎn)發(fā)，從而達(dá)到擁塞控制的目的。
　　論文基于Avalon總線采用SOPC方法完成了系統(tǒng)各功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行系統(tǒng)整體聯(lián)調(diào)。為了對(duì)大流量數(shù)據(jù)識(shí)別和分流系統(tǒng)進(jìn)行功能與性能測(cè)試，論文設(shè)計(jì)了測(cè)試方案并構(gòu)建系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)。測(cè)試結(jié)果表明，大流識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合要求，在千兆網(wǎng)絡(luò)中可以正確識(shí)別網(wǎng)絡(luò)報(bào)文中的大流，并根據(jù)大流識(shí)別結(jié)果對(duì)網(wǎng)絡(luò)流進(jìn)行均衡的分流轉(zhuǎn)發(fā)