基于并行Bloom過(guò)濾器組的深度包檢測(cè)研究.pdf

1、深度包檢測(cè)是網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)的核心組件，它不僅檢測(cè)數(shù)據(jù)包頭部信息而且可監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包的有效載荷，通過(guò)將數(shù)據(jù)包的內(nèi)容與一組預(yù)先定義的規(guī)則進(jìn)行匹配來(lái)監(jiān)測(cè)和阻止具有危害行為的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。深度包檢測(cè)是計(jì)算密集型操作，主要應(yīng)用在高速路由器的關(guān)鍵數(shù)據(jù)路徑上，需要檢查高速海量的數(shù)據(jù)包，并與成千上萬(wàn)條規(guī)則進(jìn)行特征匹配。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬和業(yè)務(wù)流量的迅猛增長(zhǎng)以及特征規(guī)則集的日益增多，現(xiàn)有的深度包檢測(cè)技術(shù)面臨高性能的挑戰(zhàn)。本文著力于研究快速、有效的

2、深度包檢測(cè)算法，主要工作有:
　　 1)針對(duì)基于軟件、硬件的深度數(shù)據(jù)包檢測(cè)技術(shù)存在處理速度或規(guī)則集更新困難等方面的局限性，提出一種在多核平臺(tái)上基于并行Bloom過(guò)濾器組的深度數(shù)據(jù)包檢測(cè)算法。算法中首先將規(guī)則集按規(guī)則的長(zhǎng)度分組，構(gòu)造一個(gè)并行布魯姆過(guò)濾器組，組中每個(gè)計(jì)數(shù)式布魯姆過(guò)濾器表示特定規(guī)則長(zhǎng)度的規(guī)則集。為了減少執(zhí)行過(guò)程中的沖突概率和計(jì)算量，構(gòu)造了高性能的哈希函數(shù)，然后基于多核平臺(tái)的并行處理能力使用并行編程實(shí)現(xiàn)了該算法。理論分析

3、和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法是一種時(shí)空有效的算法。
　　 2)針對(duì)高速網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的線速處理需求，結(jié)合多核CPU及并行Bloom過(guò)濾器組的優(yōu)點(diǎn)，提出一種多步長(zhǎng)的快速數(shù)據(jù)包檢測(cè)算法，算法中采用多個(gè)相同的并行布魯姆過(guò)濾器組共同操作數(shù)據(jù)流窗口，使其一次操作可以移動(dòng)多個(gè)步長(zhǎng)，提高了數(shù)據(jù)流窗口的吞吐量，同時(shí)為了使分析器的處理速度與之相匹配，對(duì)其匹配算法進(jìn)行并行化處理。然后基于多核平臺(tái)使用并行編程實(shí)現(xiàn)該算法。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法在高速網(wǎng)絡(luò)