本文關(guān)鍵詞：IDS中串匹配算法并行優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,日益嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題已引起了人們的高度重視,對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的檢測(cè)已成為網(wǎng)絡(luò)安全體系中的重要組成部分。作為網(wǎng)絡(luò)安全檢查的核心技術(shù),字符串匹配算法在處理海量數(shù)據(jù)和各種應(yīng)用需求中面臨巨大的挑戰(zhàn)。由于經(jīng)典的串行串匹配算法在入侵檢測(cè)系統(tǒng)中性能提升空間已經(jīng)很小,面對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,考慮將串行算法并行化成為解決這一問(wèn)題的有效途徑。隨著多核技術(shù)的興起和發(fā)展,基于多核的并行算法成為了研究的熱點(diǎn)。本文基于對(duì)多核處理器平臺(tái)及串匹配算法的相關(guān)研究,開(kāi)展了多核平臺(tái)下串匹配算法的并行化改進(jìn)、實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。(1)對(duì)現(xiàn)有的單模式精確串匹配算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。本文對(duì)于不同長(zhǎng)度的模式串,分別在大小為32和64的字符集上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),得出了在一般情況下性能最好的算法。(2)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有串匹配算法的分析,本文在實(shí)際性能較優(yōu)的Horspool算法基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的Horspool算法,該改進(jìn)的算法增大了窗口平均移動(dòng)距離,提高了匹配效率。(3)基于雙核和四核處理器平臺(tái),采用數(shù)據(jù)分解的方式對(duì)改進(jìn)的Horspool算法、Shift-Or算法進(jìn)行了并行化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并利用多線程開(kāi)發(fā)工具OpenMP實(shí)現(xiàn)了該并行算法。(4)借助目前流行的VTune高性能分析工具對(duì)并行化后的代碼進(jìn)行了性能分析,然后針對(duì)并行算法的并行度、負(fù)載均衡以及高速緩存命中率等問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化,再將它們應(yīng)用到具體的串匹配實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了兩種并行算法在雙核和四核處理器平臺(tái)上獲得的匹配速度以及加速比等方面的性能。本文所提出的在多核處理器平臺(tái)上的并行方法,還可用于其它串匹配算法以改進(jìn)其性能。
【關(guān)鍵詞】：串匹配 多核處理器 OpenMP 并行算法
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP393.08
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究意義9
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.4 論文的研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.5 論文的組織安排12-14
• 2 相關(guān)知識(shí)及相關(guān)研究14-24
• 2.1 入侵檢測(cè)系統(tǒng)概述14-15
• 2.2 多核并行技術(shù)概述15-17
• 2.2.1 多核架構(gòu)特點(diǎn)15
• 2.2.2 多核并行分類15-16
• 2.2.3 多核多線程技術(shù)16-17
• 2.3 OpenMP簡(jiǎn)介17-19
• 2.3.1 OpenMP并行編程模型17-18
• 2.3.2 OpenMP語(yǔ)法簡(jiǎn)要介紹18-19
• 2.4 多核并行算法性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則19-20
• 2.4.1 運(yùn)行時(shí)間19
• 2.4.2 加速比和并行效率19-20
• 2.4.3 可擴(kuò)展性20
• 2.5 OpenMP并行程序優(yōu)化方法20-23
• 2.6 多核性能分析工具VTune簡(jiǎn)介23
• 2.7 小結(jié)23-24
• 3 單模式串匹配算法研究24-38
• 3.1 字符串匹配的基本概念24-25
• 3.2 精確串匹配算法的研究現(xiàn)狀25-35
• 3.2.1 基于前綴掃描的經(jīng)典算法[BF, KMP, shift-and/or]25-29
• 3.2.2 基于后綴掃描的經(jīng)典算法[BM, Horspool, QS]29-32
• 3.2.3 基于子串掃描的算法經(jīng)典[BDM, BNDM, BOM]32-34
• 3.2.4 精確串匹配算法性能總結(jié)34-35
• 3.3 現(xiàn)有串匹配算法的實(shí)驗(yàn)研究35-37
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境35-36
• 3.3.2 字符集大小為32時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析36-37
• 3.3.3 字符集大小為64時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析37
• 3.4 小結(jié)37-38
• 4 串匹配算法并行化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)38-58
• 4.1 串行優(yōu)化38-42
• 4.1.1 串行優(yōu)化分析38
• 4.1.2 對(duì)Horspool算法的一個(gè)改進(jìn)38-42
• 4.2 并行化分析42-43
• 4.3 并行化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)43-48
• 4.3.1 并行化設(shè)計(jì)43
• 4.3.2 改進(jìn)的Horspool算法的并行化實(shí)現(xiàn)43-45
• 4.3.3 Shift-And/Shift-or算法的并行化實(shí)現(xiàn)45-48
• 4.4 并行程序的性能優(yōu)化48-52
• 4.4.1 基于VTune的程序性能分析48-49
• 4.4.2 基于編譯器之外的程序優(yōu)化49-52
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析52-56
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境52-54
• 4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析54-56
• 4.6 小結(jié)56-58
• 5 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 總結(jié)58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄 研究生期間發(fā)表論文情況64-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 周挺輝;嚴(yán)正;唐聰;李乃湖;景雷;李慧杰;;基于多核處理器技術(shù)的暫態(tài)穩(wěn)定并行算法[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年08期

2 眭俊華;劉慧娜;王建鑫;秦慶旺;;多核多線程技術(shù)綜述[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2013年S1期

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4 劉萍;劉燕兵;郭莉;方濱興;;串匹配算法中模式串與文本之間關(guān)系的研究[J];軟件學(xué)報(bào);2010年07期

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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2 莫德敏;對(duì)串匹配技術(shù)中的Wu-Manber算法的研究[D];太原科技大學(xué);2008年

3 范洪博;高性能精確單模式串匹配算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：368387