高速網絡數據捕獲技術的研究與實現.pdf

1、本文以傳統(tǒng)捕包平臺為研究對象，著重分析了數據拷貝、硬件中斷對捕包性能的影響，得出了影響其性能的關鍵因素，并根據“零拷貝”的概念提出了改進的方法，并對協議棧的并行進行了簡單的分析。然后對提出的改進方法加以具體的實現，初步解決了在大流量的網絡環(huán)境里主機對網絡數據包的捕獲和實時處理能力這一網絡安全產品的瓶頸問題，最后通過測試數據驗證了該方法的可行性。 所謂“零拷貝”，簡單地說就是指在某節(jié)點的數據收發(fā)過程中不會出現任何內存間的拷貝。為了

2、實現零拷貝的目標，首先要解決的就是內存映射問題。本文采用的方法是：通過內核態(tài)的一個程序進行間接映射，既避免了內核空間必須連續(xù)分配且分配的數量有限的問題又減少了地址轉換帶來的麻煩。 接下來，對地址翻譯問題進行了解決。本文是通過一個虛擬設備模塊實現地址翻譯的，通過對它的使用使得上層用戶和網卡都能得到自己需要的目的地址。隨即對網卡驅動程序也進行了改進，主要集中在對標準網卡收、發(fā)包中斷處理函數的改進，通過改進數據在網卡內的傳輸路徑，達到

3、零拷貝的目的。 最后，對協議棧的并行進行了初步地嘗試。本文采用的是多線程技術在SMP平臺上連接級別的數據并行方式，滿足了TCP協議上下文信息相關的要求,并使各個處理器盡可能的忙碌，達到了并行的目的。 改進后的捕包平臺，減少甚至避免了內存拷貝的發(fā)生，對硬件中斷模式也進行了控制，同時對協議棧進行了并行處理。在給定的條件下，測試結果表明改進后的捕包平臺，不論是在收包速度峰值還是在捕包能力上，都是傳統(tǒng)捕包平臺的三倍，使捕獲性能有