零拷贝技术在网络行为分析系统中的应用与改进

为了适应高速网络环境对网络行为分析系统提出的高吞吐量、低时延的要求,并提高系统处理高速数据流的实时性,提出了一种改进型的零拷贝技术.在网络行为分析系统的设计中可在使用DMA和内存映射的基础上应用零拷贝技术,并根据系统的需求对零拷贝技术做出优化,使用专用内存区域来存储网络数据包,并修改Linux操作系统对网络数据包的分配和释放方式.测试结果表明,使用改进后的零拷贝技术的系统吞吐量有明显的提高.     

网络存储新技术评析

存储虚拟化、智能存储、零拷贝技术、NAS和SAN相结合和信息生命周期是近年来网络存储领域中发展较快的新技术。该文分析了它们的产生背景和主要技术特点，指出了其应用现状和发展趋势。     

网络数据采集技术研究

随着网络带宽的不断增长,网络安全系统(如网络入侵检测系统--NIDS)对网络数据包捕获能力要求越来越高,为了提高网络数据包的捕获能力以适应当今高速网络环境,本文在分析传统网络数据采集系统的基础上,采用地址映射、零拷贝捕包和零拷贝存储等技术,提出一种新的捕包系统,该系统的性能较传统的方法有了大幅的提高,在千兆网络环境下,能够满足网络安全对网络数据包捕获能力的需求.     

基于网络处理器的零拷贝技术*

通过分析网络处理器系统的收发机制,提出了一种基于网络处理器的零拷贝技术。该技术不仅实现了在网络处理器系统下的零拷贝技术,而且也体现出网络处理器中不同数据处理层的协作框架。     

高速磁盘存储协议的设计与实现

为克服TCP/IP协议多次拷贝和上下文切换导致网络存储系统性能低下的问题,提出一种轻量级数据传输协议——高速磁盘存储协议HDSP。HDSP协议借鉴零拷贝技术设计思路,通过精简层次、缩短数据复制次数和高效的流控机制来提高网络存储系统的吞吐率、降低系统负担。测试结果表明,HDSP在局域网存储系统环境中比TCP/IP协议具有更好的性能表现。     

基于零拷贝技术的千兆网络性能优化研究

在基于千兆以太网的应用系统中,核心系统和应用程序间的内存拷贝是额外的系统开销,是影响处理速度的关键因素之一.本文分析了在千兆速率下影响传输性能的可能存在的几个因素,着重比较了几种现有的零拷贝技术,采用了RDMA技术构建了零拷贝千兆网络,验证了RDMA技术可以有效的解决千兆网络的传输瓶颈.     

嵌入式PCI网卡驱动程序的设计与优化

介绍了嵌入式VPN 网关ESG-1的基本情况，讨论了RTEMS的PCI网卡驱动程序的设计要点：采用服务线程进行网络中断处理；采用生产者－消费者模型对缓冲区进行管理；采用事件驱动机制实现了网卡驱动对多个相同网卡的支持。进一步讨论了驱动程序的内存拷贝优化问题和零拷贝技术。通过测试数据分析得出优化内存拷贝和使用零拷贝技术都能提高网卡驱动程序的性能。     

基于多核处理器的无锁零拷贝数据包转发框架

为突破高速软件路由器转发路径中存储访问方面的性能瓶颈,分析PacketShader和Netmap2个软件路由器的转发结构和存在的问题,设计一个基于多核处理器的零拷贝包转发框架MapRouter。采用零拷贝技术去除包转发路径中的包拷贝,并借助并发无锁队列设计一个适合多端口间数据包零拷贝转发的包缓冲区管理方案。将高度优化的包I／O驱动、包缓冲区回收机制、无锁队列实现等一系列优化措施相结合,以提高转发速度。实验结果表明,对于不包括IP路由表查找的最小转发,MapRouter在模拟的两端VI路由器上可以达到i0Gb／s的转发速度,与PacketShader和Netmap相比,其转发速度更高、CPU利用率更低。     

SCSI系统中零拷贝技术的应用

随着网络带宽和IO总线速率迅速提高,设备驱动的IO性能越发成为数据存储的瓶颈：本文讨论了两种零拷贝技术,直接输入输出和内存映射输入输出,在Linux SCSI Generic驱动中的应用,并结合实验对其在存储系统的吞吐率和处理器负载等方面的改善加以研究。     

基于Linux的网络数据包捕获机制研究

文章基于Lmux平台,分析传统Libpcap技术如何捕获以太网环境下网络数据包,来描述传统捕包技术的简易性。但在高速、大流量网络环境下,传统捕包技术丢包现象比较严重,引入零拷贝技术能够减少数据拷贝次数,解放CPU,有效地提高捕包系统的整体性能。     

一种TCP／IP卸载的数据零拷贝传输方法

目前已应用的TOE网卡是一次拷贝传输,没有实现零拷贝。RDMA技术可以实现零拷贝,但它需要全新编程接口且只能与对等网卡通信。本文介绍了一种面向TCP／IP卸载、由网络协议栈完成本地内存管理的数据零拷贝传输方法,协议栈完成目标空间解析,网卡和用户空间直接进行DMA操作完成数据传输,不改变应用接口且能与普通网卡通信。测试表明该方法性能比一次拷贝传输有很大提高。     

基于RDMA协议的零拷贝技术研究

RDMA协议是一个比较新的规范,它允许一台计算机直接访问另一台计算机的内存。该文分析了当前网络通信中零拷贝技术的特点及缺陷,提出了使用RDMA方式对其进行改进,并对RDMA通信方式进行了研究。     

网络信息审计系统中数据采集的研究与实现

数据采集是网络信息审计系统的基础组件.故而对流行的网络数据采集工具Libpcap进行了详细的分析,指出该工具只适合在普通网络环境下运行,不能满足基于高速网络的信息审计系统的需求.为此,对零拷贝技术进行了研究与试验,并成功实现了该技术,从软件上满足了基于高速网络的信息审计系统的需求.     

基于VxWorks的网络数据实时处理软件的设计与实现

机载实时数据处理可以大幅提高数据处理的效率。为满足机载网络化测试系统架构下的实时数据处理的需求,设计并实现了一种基于VxWorks的网络数据实时处理软件。该软件运行在多核嵌入式数据处理系统上,通过多任务并发执行的方法保证实时性。软件运行过程中利用零拷贝技术实时接收机载测试系统发送的网络包数据,然后按照自定义的文件格式存储原始数据,同时将需要处理的网络包存入数据处理缓存中,根据网络数据协议实时解析网络包数据,最后利用预留缓存的办法将处理结果写入结果文件。实践证明,该软件能快速接收并实时处理网络数据,同时将原始数据和结果数据进行存储,该方法有效提高了数据处理的效率,为飞行试验数据处理提供了新的途径。     

PRESS: a clustered server based on user-level communication

In this paper, we propose and evaluate a cluster-based network server called PRESS. The server relies on locality-conscious request distribution and a standard for user-level communication to achieve high performance and portability. We evaluate PRESS by first isolating the performance benefits of three key features of user-level communication: low processor overhead, remote memory accesses, and zero-copy transfers. Next, we compare PRESS to servers that involve less intercluster communication, but are not as easily portable. Our results for an 8-node server cluster and five WWW traces demonstrate that user-level communication can improve performance by as much as 52 percent compared to a kernel-level protocol. Low processor overhead, remote memory writes, and zero-copy all make nontrivial contributions toward this overall gain. Our results also show that portability in PRESS causes no throughput degradation when we exploit user-level communication extensively.