基于多核平臺的高速網絡數據捕獲和并行處理研究與實現.pdf

1、IT業(yè)界的發(fā)展日新月異。在計算機軟硬件方面，CPU架構多核化和編程模式并行化的趨勢越來越明顯。隨著帶寬的日益增加，網絡數據量爆炸式增長。物聯網熱的興起更是加劇了對網絡數據快速處理的需求。多核已經成為桌面處理器的主流，軟件系統如何有效利用其架構優(yōu)勢成為研究熱點。本文緊跟發(fā)展潮流，提出了一種在多核多線程平臺下，對網絡數據捕獲和數據處理兩部分進行并行化的方法。本課題可應用于多核平臺下網絡監(jiān)控的相關系統。
　　課題屬于網絡內容安全領域。本

2、文對該領域發(fā)展前沿做簡單介紹之后，針對數據捕獲和并行處理兩部分，簡要分析了技術背景和現有解決方案的優(yōu)缺點。接下來，文章詳細闡述了作者對這兩部分的改進。首先分析了網絡數據報文捕獲技術的特點和要求，以及現有的實現方式；通過對網卡硬件收發(fā)數據包過程的研究，得出影響接收數據包性能的主要因素之后，設計出了改進型零拷貝網絡數據包捕獲平臺。該平臺通過DMA方式，網卡接收到的數據包被直接發(fā)送到用戶空間的接收緩沖區(qū)中，有效地減少數據拷貝、系統調用的次數和

3、CPU的處理時間，提高捕獲性能。
　　接著，本文全新設計了網絡數據并行處理方式。該設計遵循并行開發(fā)模式，充分利用了多核多線程硬件架構的優(yōu)勢。在分析了TCP/IP協議棧的工作原理的基礎上，本文總結了串行協議棧數據處理方式的瓶頸；針對串行協議棧不能充分發(fā)揮逐漸普及的多核優(yōu)勢問題，對協議棧進行并行處理，在新平臺上提高系統的硬件利用率和整體性能。
　　最后，本文對整體設計方案進行了說明，并對數據分發(fā)器和上下層接口的設計進行了闡述。在