本文關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)卡零拷貝通用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速增長,網(wǎng)絡(luò)在給我們帶來極大方便的同時(shí),網(wǎng)絡(luò)信息安全問題也日顯突出。各種網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生,其中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)成為這些網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品的基本核心技術(shù)。針對某公司網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品的特定需求,本論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)以太網(wǎng)卡零拷貝通用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。論文首先介紹了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡系統(tǒng)的架構(gòu)與相關(guān)技術(shù),然后分析了Linux操作系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理的一般流程,其中主要分析了協(xié)議棧中涉及到零拷貝驅(qū)動(dòng)的相關(guān)接口部分和主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。接著對Linux內(nèi)核的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究與介紹,包括內(nèi)核模塊技術(shù)和以太網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。之后研究了現(xiàn)存以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)的現(xiàn)狀,主要分析了現(xiàn)有的開源解決方案和目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲零拷貝技術(shù),并闡述了其中的不足與缺陷。根據(jù)分析比較的結(jié)果,并結(jié)合在實(shí)際工作中的大多用戶的需求,論文接著對通用以太網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計(jì),然后詳細(xì)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款通用以太網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),最后對通用以太網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的功能與性能進(jìn)行了測試驗(yàn)證,同時(shí)并與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包捕獲方法進(jìn)行了對比測試。相對于目前現(xiàn)有的零拷貝技術(shù)方案,本論文的成果可以提供更好的移植性和更通用的功能,包括可以動(dòng)態(tài)指定零拷貝網(wǎng)卡和兼容Linux核心協(xié)議棧等。
【關(guān)鍵詞】：零拷貝 內(nèi)存映射 Linux內(nèi)核模塊 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包 Linux內(nèi)核協(xié)議棧 地址空間
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 研究背景與意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 以太網(wǎng)卡的工作模式10-11
• 1.2.2 開源軟件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)11-13
• 1.2.3 國內(nèi)外網(wǎng)卡零拷貝技術(shù)現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-19
• 1.3.1 實(shí)施的技術(shù)方案16-18
• 1.3.2 實(shí)施所需要的條件18
• 1.3.3 存在的主要問題和解決方案18-19
• 1.3.4 本課題的最終成果19
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)19-20
• 第二章 相關(guān)技術(shù)介紹20-30
• 2.1 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的實(shí)現(xiàn)原理20-21
• 2.2 以太網(wǎng)下的數(shù)據(jù)包捕獲原理21-22
• 2.2.1 共享以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包捕獲原理21
• 2.2.2 交換以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包捕獲原理21-22
• 2.3 Linux操作系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)包處理機(jī)制22-26
• 2.3.1 Linux操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包處理流程23-24
• 2.3.2 Linux核心協(xié)議棧函數(shù)調(diào)用流程24-25
• 2.3.3 Linux核心中的內(nèi)存映射機(jī)制25-26
• 2.4 數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)集群中的應(yīng)用26-28
• 2.4.1 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載衡技術(shù)介紹26-27
• 2.4.2 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡與服務(wù)器集群27-28
• 2.4.3 零拷貝驅(qū)動(dòng)與負(fù)載均衡系統(tǒng)28
• 2.5 小結(jié)28-30
• 第三章 以太網(wǎng)卡零拷貝通用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30-46
• 3.1 應(yīng)用接口定義與要求30-33
• 3.2 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)33-35
• 3.3 接口函數(shù)庫設(shè)計(jì)35-37
• 3.3.1 發(fā)送數(shù)據(jù)包接口設(shè)計(jì)35-36
• 3.3.2 接收數(shù)據(jù)包接口設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.3 獲取狀態(tài)信息接口設(shè)計(jì)37
• 3.4 內(nèi)核模塊設(shè)計(jì)37-44
• 3.4.1 用戶接口交互流程設(shè)計(jì)38-41
• 3.4.2 網(wǎng)卡接口設(shè)計(jì)41-42
• 3.4.3 接收數(shù)據(jù)包流程設(shè)計(jì)42
• 3.4.4 發(fā)送數(shù)據(jù)包流程設(shè)計(jì)42-43
• 3.4.5 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包流程設(shè)計(jì)43-44
• 3.4.6 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)44
• 3.5 小結(jié)44-46
• 第四章 以太網(wǎng)卡零拷貝通用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)46-60
• 4.1 關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)46-47
• 4.2 用戶空間接口函數(shù)庫實(shí)現(xiàn)47-51
• 4.2.1 用戶空間初始化接口的實(shí)現(xiàn)47-49
• 4.2.2 用戶空間接收數(shù)據(jù)包接口的實(shí)現(xiàn)49-50
• 4.2.3 用戶空間發(fā)送數(shù)據(jù)包接口的實(shí)現(xiàn)50
• 4.2.4 用戶空間其他接口的實(shí)現(xiàn)50-51
• 4.3 內(nèi)核模塊的實(shí)現(xiàn)51-58
• 4.3.1 內(nèi)核模塊的初始化實(shí)現(xiàn)51-55
• 4.3.2 內(nèi)核模塊接收數(shù)據(jù)包功能的實(shí)現(xiàn)55
• 4.3.3 內(nèi)核模塊發(fā)送數(shù)據(jù)包功能的實(shí)現(xiàn)55-56
• 4.3.4 內(nèi)核模塊其他功能的實(shí)現(xiàn)56-58
• 4.4 小結(jié)58-60
• 第五章 以太網(wǎng)卡零拷貝通用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的測試與分析60-76
• 5.1 功能與性能測試60-62
• 5.1.1 測試計(jì)劃60
• 5.1.2 測試壞境與配置60-62
• 5.2 測試結(jié)果與分析62-75
• 5.2.1 功能測試結(jié)果62-64
• 5.2.2 性能測試結(jié)果64-72
• 5.2.3 與Libpcap對比測試結(jié)果72-74
• 5.2.4 測試結(jié)果分析74-75
• 5.3 小結(jié)75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-80
• 致謝80-82
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果82

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉峰;黃凱明;黎忠文;;Linux平臺(tái)下基于Intel千兆網(wǎng)卡的零拷貝技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[J];福建電腦;2008年04期

2 王春光;;集中器載波路由技術(shù)及自動(dòng)搜表功能的研究[J];電力系統(tǒng)通信;2012年08期

3 王亞;;基于PF_RING套接字的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)[J];軟件導(dǎo)刊;2010年09期

4 夏鴻;程克非;;基于零拷貝技術(shù)的千兆網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化研究[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年36期

  本文關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)卡零拷貝通用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：296677