基于领域专用软硬件协同的多模态网络环境构造技术

信息网络与经济社会深度融合发展带来了网络模态共生共存、动态并发、演进变革融合态势.首先,从基于多模态网络环境的垂直行业应用需求出发,提出了一种基于领域专用软硬件协同的多模态网元设计方案,讨论了多模态网络环境构造关键技术;然后,针对多样化网络模态对网元内异构资源竞争的问题,提出了一种存算转一体的异构软硬件资源分配方法,根...     

一种基于分段模式的统计计数结构*

提出一种基于分段模式的统计计数（counter segment）结构。Counter segment通过区分流量大小为每流分配计数器空间,使网络流根据其流量属性占用计数结构的不同段,避免了均匀分配等长计算空间带来的资源浪费,从而提高了存储空间利用率。在每段计数空间均使用两个并行哈希函数,提高了映射关系的精度。仿真表明,该结构能够保持较高的计数精度的同时更有效利用SRAM存储空间。     

基于HASH-TCAM算法的高速模式匹配研究*

针对基于硬件的模式匹配算法处理长模式串时吞吐率不高的问题,提出了基于将哈希压缩与TCAM查表相结合的算法——HASH-TCAM算法。通过哈希算法将待匹配的关键字预处理,减少其长度,解决了40 Gbps线速下的长模式串匹配问题,并通过40 Gbps测试仪验证了该算法的可行性。分析表明,该算法在查询的固定关键字长度为72 Byte,模式集数目为5000,哈希压缩后地址的编码宽度为46 bit时,模式识别模块以牺牲冲突的代价实现了51.2 Gbps的吞吐率,可以满足40 Gbps链路中DPI算法的逐包线速的需求     

网络自适应公平分组抽样算法研究

针对SGS(sketch guided sampling)的缺陷,提出了一种网络自适应公平抽样算法.根据抽样分组估计出值流量大小,并依据该值调整抽样比,使之适应于流量变化,从而达到对各种流的公平抽样的效果.对算法的相关性质进行了证明与分析,基于实际互联网数据进行了实验比较,实验结果表明,该算法具有准确性、自适应性、易于工程实现等优点.     

面向深度分组检测的高速数据分组解析结构

提出了一种面向深度分组检测的高速数据分组解析结构BiPPCS（bidirectional packet parsing architecture for content security）。结构采用内容萃取树描述协议的耦合关系从而提高了数据分组解析的灵活性;利用硬件双向并行流水线提升了数据分组解析的处理速率;通过使用节点映射算法来均衡各级流水线上的节点数目优化存储空间;分析和仿真显示BiPPCS在处理速率、空间利用率等方面能取得较好的均衡。     

一种NetFlow 流量采集探测器的设计

NetFJow技术能够为互联网中如流量统计、按流量收费、网络规划以及DDoS攻击检测、网络监控等诸多应用提供有效的测量手段。介绍了Netflow的功能,并针对V9的协议格式,提出了基于FPGA和DDRll,ItSDIRAM硬件实现的Netflow流量采集探测器的设计方案。     

基于FPGA的万兆以太网UDP_IP硬件协议栈设计与实现

针对传统基于软件的协议栈无法满足高速数据传输处理需求的问题,提出了一种基于硬件加速的UDP协议栈设计方案,该方案基于硬件高效并行的特点,实现了UDP/IP协议栈,满足了万兆以太网数据高带宽传输的需求通过实际测试表明,该设计最高可以达到9.32 Gbps传输速率,满足10 Gbps带宽下线速处理的需求,与传统软件实现相比,处理能力更接近理论极限。     

一种新的高速报文解析结构研究

随着新协议的不断涌现和网络速率的迅猛增长,报文解析结构在解析灵活度和解析速率上面临挑战。该文结合流水线设计和二叉trie树查表思想,提出一种应用于路由转发的报文协议解析结构(Parsing PipelineArchitecture for Forwarding,PPAF),通过构建协议二叉trie树来支持报文协议解析的灵活度,利用硬件多级流水查表提升报文协议解析处理速率,采用节点映射算法解决协议二叉trie树节点到流水线映射过程中存储资源不均衡的问题。基于NetFPGA平台的仿真结果表明,相对于现有的高速解析结构,PPAF在处理速率和资源占用上取得较好的均衡的同时,能够提供基于接口的独立灵活解析能力。     

面向内容安全的报文解析结构研究

灵活准确的萃取报文协议字段和有效载荷对深度包检测至关重要,提出了一种面向内容安全的协议解析结构实现高速网络下协议的灵活解析。首先定义内容萃取树来灵活描述协议的解析关系,其次设计了一种并行流水结构来满足线速协议解析,同时针对内容萃取树节点到流水线映射的失衡问题,提出一种节点均衡映射算法完成不同流水线级上节点数目的平衡,最后在NetFPGA-10G平台上仿真验证了结构的可行性,结果表明该结构在性能和资源占用上取得了较好的平衡。