基于Linux的高速網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包捕獲技術研究.pdf

1、隨著計算機應用的普及和網(wǎng)絡的快速發(fā)展,網(wǎng)絡流量和帶寬在急速增長,各種網(wǎng)絡應用系統(tǒng)對網(wǎng)絡安全的要求也愈來愈高。尤其是隨著光纖寬帶的應用,網(wǎng)絡帶寬甚至已經達到了萬兆水平,一些傳統(tǒng)的網(wǎng)絡報文捕獲工具(如Libpcap)已經無法滿足當前網(wǎng)絡應用在高速網(wǎng)絡環(huán)境下對報文捕獲的需求。為了給路由器、防火墻、IDS等系統(tǒng)提供一個可靠的報文捕獲系統(tǒng),那么研究高流量,高負載情況下的報文捕獲技術就顯得極為迫切和需要了。
　　 目前解決這一問題的方法主要

2、分為兩種。第一種是提升NIC(網(wǎng)絡接口卡)的功能,智能NIC擁有可編程處理器和內存,能夠分擔主機的部分或全部的消息處理任務,主要有TCP/IP卸載引擎(TOE)等。第二種是一些用戶級別網(wǎng)絡協(xié)議將內核從關鍵消息路徑中移除,這意味著部分或整個協(xié)議將從內核空間移到用戶空間,比如首先實現(xiàn)零拷貝的U-NET,以及最近的RDMA和DDP協(xié)議等。
　　 本文參考TOE和零拷貝等技術已有的研究成果,重點研究了以Linux網(wǎng)絡設備驅動程序為基礎的

3、零拷貝原理及其實現(xiàn)方法。文中提出的零拷貝解決方案,可用于解決目前網(wǎng)絡服務領域面臨的問題。
　　 本人主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　 1.首先研究了Linux操作系統(tǒng)協(xié)議棧的內部特點和對網(wǎng)絡報文的處理流程,其次對傳統(tǒng)報文捕獲工具Libpcap也進行了特點分析
　　 2.建立了傳統(tǒng)Linux內核協(xié)議棧報文接收流程的性能模型,從網(wǎng)絡驅動層和內核協(xié)議棧處理兩方面著手分析,對高速數(shù)據(jù)包接收的瓶頸因素進行了歸納,然后將零拷貝設