基于Linux的高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及和網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)流量和帶寬在急速增長(zhǎng),各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的要求也愈來(lái)愈高。尤其是隨著光纖寬帶的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)帶寬甚至已經(jīng)達(dá)到了萬(wàn)兆水平,一些傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文捕獲工具(如Libpcap)已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)報(bào)文捕獲的需求。為了給路由器、防火墻、IDS等系統(tǒng)提供一個(gè)可靠的報(bào)文捕獲系統(tǒng),那么研究高流量,高負(fù)載情況下的報(bào)文捕獲技術(shù)就顯得極為迫切和需要了。
　　 目前解決這一問(wèn)題的方法主要

2、分為兩種。第一種是提升NIC(網(wǎng)絡(luò)接口卡)的功能,智能NIC擁有可編程處理器和內(nèi)存,能夠分擔(dān)主機(jī)的部分或全部的消息處理任務(wù),主要有TCP/IP卸載引擎(TOE)等。第二種是一些用戶級(jí)別網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將內(nèi)核從關(guān)鍵消息路徑中移除,這意味著部分或整個(gè)協(xié)議將從內(nèi)核空間移到用戶空間,比如首先實(shí)現(xiàn)零拷貝的U-NET,以及最近的RDMA和DDP協(xié)議等。
　　 本文參考TOE和零拷貝等技術(shù)已有的研究成果,重點(diǎn)研究了以Linux網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?yàn)榛A(chǔ)的

3、零拷貝原理及其實(shí)現(xiàn)方法。文中提出的零拷貝解決方案,可用于解決目前網(wǎng)絡(luò)服務(wù)領(lǐng)域面臨的問(wèn)題。
　　 本人主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1.首先研究了Linux操作系統(tǒng)協(xié)議棧的內(nèi)部特點(diǎn)和對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的處理流程,其次對(duì)傳統(tǒng)報(bào)文捕獲工具Libpcap也進(jìn)行了特點(diǎn)分析
　　 2.建立了傳統(tǒng)Linux內(nèi)核協(xié)議棧報(bào)文接收流程的性能模型,從網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)層和內(nèi)核協(xié)議棧處理兩方面著手分析,對(duì)高速數(shù)據(jù)包接收的瓶頸因素進(jìn)行了歸納,然后將零拷貝設(shè)