文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
基于网络处理器的千兆以太网流量监测系统设计与实现
姓名:黄宗和
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:谢高岗
20050401
要摘布等,从而指导网络运维和管理,并且对网络规划也有重要指导意义。性能和操作系统开销的影响,目前对网络流量的监测主要是集中在低速链路。对和基于的软件平台,结合际鹾托碌牧髌ヅ渌惴ǎ迪至怂随着网络规模的不断扩大,网络异构程度的不断加深,计算机网络变得曰益复杂,迫切需要对网络的流量进行实时、在线的监控和管理。网络测量按是否向网络注入探测数据包分为主动测量与被动测量,网络流量监测属于被动测量技术,通过网络流量监测可以获得详细的流量特征,如流量大小、防议分布、包大小分网络流量监测的难点是高速链路数据包的捕获和快速流匹配。由于受到硬件于高速链路上流量的监测面临许多的问题,包括高速数据包的捕获、快速流匹配、健全的监测指标定义、流存储、流结束判断等。本文围绕着这些问题,重点对数据包捕获、流匹配和监测指标进行了研究,实现了一种直接操作方懈速链路数据包捕获的方法;结合娲⒔峁购蚗算法,设计一个新的哈希函数实现流的匹配算法;应用以上两种方法,最终在高性能网络处理器硬件平台上实现了以太网流量监测系统。本文工作主要包括以下几个方面:基于迪指咚偈莅辗ⅰMü治鐾绱砥鞯耐üぷ髟恚结合指令系统,提出了一种基于际醯氖莅肿椴痘穹椒ā在该方法中,网卡驱动与上层系统共享一块内存区域,网卡从网络上捕获到的数据包直接镣缂嗖庀低常飧龉瘫苊饬耸莸哪诖婵奖矗不需要占用试矗畲蟪潭鹊亟獵资源分配给协议分析和模式匹配等进程去利用,提高网络处理器的数据包处理能力。设计了一个新的哈希函数实现流的匹配。目前常用的流匹配算法在高速链路无法满足性能的要求,为此设计了一个新的流匹配算法。该算法在快速的前提下保持较低的冲突率,实现了獀猻俣榷钥占均衡问题。基于网络处理器的以太网流量监测系统实现。通过采用高性能网络处理器兆以太链路的并行监测,完成了流量监测系统。关键字:流量监测:毫鞣掷啵和绱砥
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插图索弓“驺”拍撕嬲弘加们¨%被动测最系统功能图⋯⋯⋯⋯.⋯⋯被动流量监测系统结构⋯⋯⋯⋯⋯.端到端主动测量模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯.网络设备主动测量模型⋯⋯⋯⋯⋯.工作模式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一基于数据帧捕获的测量技术.⋯⋯..被动测量系统连接图⋯⋯.⋯⋯⋯⋯监测的协议种类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..峁雇肌绞绞迪职痘瘢⑺汀信息打包/发送⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.分组接收/解码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.网卡的结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..枋龇描述符环结构.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.发送操作⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯..分组的封装格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..邮詹僮鳌诜窍咝苑侄嗡惴ǘㄊ逼鳌谑S嗍奔洳迦氲亩ㄊ逼鳌迦胍桓龆ㄊ逼鞯牧鞒掏肌ㄊ逼鞲铝鞒掏肌K饕乖旆椒ㄊ疽馔肌鞔娲⒌墓1硎疽馔肌鹘崾卸纤惴ā系统结构体⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯流量监测系统硬件示意图⋯.⋯⋯⋯流量监测系统业务链路监测示意图流量监测系统软件框架图.⋯⋯⋯⋯.Ⅳ.他川图图图图图图图图图图图图图酎图图图图图图图图图图图图图酣图图图.....⋯...................狶
图凡僮髁鞒掏肌图以太帧捕获后的分析流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图咀太帧帧格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图数据包解码过程⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图以太帧解码过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图鞯姆治龉獭图∽芭涔獭产生数据帧和捕获数据帧⋯⋯⋯⋯图总分析时间、流分析时间与链表长度关系图流分析时间与链表长度关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图莅砟芰τ肓幢矶付取.
附表索弓监测指标类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..狥狹猙猟用户配置指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯,.与相关的监测指标⋯⋯⋯⋯⋯..定时器结构体成员⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..主控端到监测端消息结构体⋯⋯⋯⋯帧格式⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...消息指令类型⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯煌笮∈莅硎奔洹监测结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯链表长度与流分析时间表⋯.⋯⋯⋯⋯表表表表表表表表表表表表表表表表狥玀狥玀猵—.狥狹猟猟籵猙猵..,,...................,,,...........—
∽掌谑毕Ψ尽喝日期:擗作者签名:文郾和作者签名:盏帛和湖南大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:》鞒刀≡翴本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保