零拷贝报文捕获平台的研究与实现

根据零拷贝思想,实现了一种高性能的报文捕获平台(High-Performance Packet Capture Platform,HPPCP)．通过实现网络接口设备直接将数据报文以DMA方式存储到应用程序可以访问的地址空间,避免数据报文在内核态里传输时的内存操作,缩短了数据报文的行走路径;通过环策略管理数据报文缓冲区,实现了网卡和应用程序能够无冲突访问共享资源．这两点有效地降低了网络通信的延迟,极大地节省了CPU的开销．通过性能的分析比较表明,接收64Byte与1500Byte的报文时吞吐量分别达到90万pps(439Mbps)和8．2万pps(938Mbps),与传统的报文传输机制相比,报文捕获能力有了较为显著的提高．     

传感器网络的报文攻击检测技术研究

提出以基站(BS)为基础的基于一致性检查的代理报文方法,该方法通过代理报文方式验证从CH到BS中的数据报文的正确性,由于代理报文是通过非主路径周期性发送的,BS可接收传感器网络中不同路径传送的2个不同来源的数据报文,并通过比较实现数据的检查,有效地解决了传感器网络的报文在主路径中被丢弃和篡改问题。     

基于软中断的流量采集专用协议栈的设计与实现

基于软中断的思想,本文实现一个能够接收所有数据报文的内核模块,代替系统原有的复杂的报文处理过程,并通过专用网络协议栈,实现了一种高性能的流量采集平台.     

低端嵌入式设备Web服务器的研究与实现

针对低端嵌入式设备的特点，对嵌入式Web服务器进行了研究，根据嵌入系统的功能需求对HTTP协议的一些机制进行了简化，讨论了客户端请求数据报文的解析和服务器应答数据报文的封装技术，设计与实现了一个无操作系统支持的嵌入式Web服务器。     

EasiCC:一种保证带宽公平性的传感器网络拥塞控制机制

实用的传感器网络拥塞控制方案不仅需要满足多项网络性能指标,而且必须控制开销很小,提出了一种满足上述要求的拥塞控制机制EasiCC(EasiNet congestion control mechanism).在EasiCC中,数据流源节点将数据报文按比例划分到各优先等级中,各网络节点根据网络拥塞程度动态地、同步地调整报文过滤标准,结合报文过滤标准和报文优先级来调节网络流量,保证了无线信道带宽分配上的公平性;将网络准入控制和队列丢包手段相结合来调整网络流量,保证了网络综合性能指标.EasiCC控制开销很少,已在实际传感器网络平台中实现.模拟验证和实验测试结果显示,EasiCC能够公平地为各数据流分配发报速度和网络带宽,并且在报文传输成功率、传输延迟等性能指标上均有良好的表现.     

网络应用流量模拟技术

当前网络安全设备的测试软件可以产生大流量的网络数据流,但难以构造大流量特定内容的应用协议流量,因而不能很好满足基于内容检测的网络安全设备的测试要求。本文所提出的网络应用流量模拟技术,能够模拟用户上网的PPPo E或IPo E方式连接互联网的接入方式、模拟IPv4和IPv6网络互访的应用场景,可以模拟用户访问特定网络应用,产生HTTP、FTP、SMTP、POP3、IMAP、DNS等典型应用协议的大流量完整数据流量,并且能够构造含有特定内容的网络数据。实现的系统还可以通过隧道、翻译或代理技术实现IPv4和IPv6互通,产生IPv4和IPv6网络数据流量。通过大量实验验证,系统能正确生成上述协议数据报文和含有特定内容的网络流量。     

分片与多播基于网络处理器的高速实现

传统的IP数据报文的分片和多播技术,由于在处理过程中需要对整个报文内容进行多次数据拷贝,由此会对缓存报文的处理器外部存储空间进行大量I/O操作,这将严重制约了当前处理器,尤其是网络处理器(NP)的高速报文处理能力.文中介绍了一种新的分片和多播的实现方法,它针对于网络处理器自身的结构特点,对传统方法做出了一定的改进,无需进行大量数据复制和拷贝,即可完成一份数据报文的分片和多播处理,更适用于当今的高速网络交换设备.从而保证更高速的数据处理交换得以实现,同时,实现方法简单,可在任意软件环境下实现.     

基于ns的局域网上网络仿真环境的构建方法

1.引言网络模拟(Network Simulation)是网络协议开发人员在设计和评测网络协议时使用的重要方法。网络模拟提供一个可重复、易控制的试验环境,并且建立和运行的费用低。网络模拟将协议实现抽象成模型(即虚拟的协议实现),并将其放在虚拟的网络环境下观察。网络仿真(Network Emulation)是在网络模拟的基础上增加和真实网络的接口,实现真实网络和虚拟网络的交互。网络仿真可以看作网络模拟器和真实协议实现的混合体。仿真器内部简化的协议实现提供了接收、处理和产生真实网络报文的能力;转化装置介于真实网络和仿真器之间、它能够将真实网络报文转换为模拟报文.也可以将模拟报文转换为真实网络报文,从而使得仿真器内部的协议     

DDRLD：支持局部扩散的定向扩散算法*

在定向扩散协议中,中间节点以泛洪的机制向网络中的所有邻居节点转发接收到的兴趣报文,导致网络能源的浪费。为此,提出一种支持局部扩散的定向扩散算法DDRLD。它通过设置梯度扩散深度阈值,缩小了兴趣报文扩散的范围,降低了网络中传输的数据量;通过设置节点剩余能量门限值,增加了每个节点被选取为转发节点的概率,延长了节点的平均工作时间,改善了网络负载平衡。仿真结果表明DDRLD大大缩短了数据报文端到端的平均延迟,降低了网络功耗,增加了网络生存时间。     

基于SOM算法的HTTP隧道攻击检测

基于自组织映射网络聚类算法,提出HTTP隧道攻击异常检测模型,讨论HTTP连接样本特征、SOM网络分步优化训练、漏报与误报率的平衡等问题,实现模型并对检测结果进行验证,结果表明系统较好地识别了正常HTTP连接和HTTP隧道连接,漏报/误报率达到最佳平衡。     

无线传感器网络链路报文丢失率推测方法研究

针对传感器网络能源有限的特征,提出一种适用于传感器网络的链路报文丢失率测量方法。根据在汇聚节点（sink）获取的网络数据报文,将链路报文丢失率推测形式化为MLE问题并用EM算法解决推测问题。仿真试验证明,算法在不增加网络负担的前提下,能够有效地推测链路的报文丢失率;随着网络规模的扩大,算法仍能准确地反映网络内部的链路性能。     

基于智能网卡的网络数据获取平台优化技术*

利用智能网卡作为其网络数据报文捕获平台,并在其上完成部分TCP/IP 协议卸载,以在尽量减少主机资源占用的前提下提高海量网络流实时处理系统的处理能力.为了充分挖掘系统潜能,对智能网卡的网络驱动进行深入研究,并作了各种优化和系统测试.测试表明优化效果显著,在主机CPU占用为零的前提下,报文捕获性能达到线速(148.8×104 pps).     

面向3G核心网入侵检测的数据分流方法

本文针对入侵检测系统并行处理前数据报文按用户进行分流的要求,提出一种基于用户终端IP的用户数据分流方法:首先判断报文的上下行状态,然后根据结果识别用户数据中携带的终端IP地址,最后按照用户终端IP进行数据分流。实验结果表明,该数据分流方法能够满足数据流完整和负载均衡的要求,将属于同一用户的所有数据报文都准确完整地分流到同一个入侵检测系统中。     

基于嵌入式及ASG技术的物联网节点捕获攻击检测系统

为精准检测攻击性节点所处位置,并对其实施定向化捕获处理,设计了基于嵌入式及ASG技术的物联网节点捕获攻击检测系统。通过数据报文捕获模块、数据报文解析模块、报文处理模块,优化由节点定义到节点实时处理的执行流程,根据攻击检测与定位模块运行情况,调试物联网节点对象,实现检测系统硬件设计。利用物联网主机所捕获到节点信息的加密、解密与秘钥管理结果,确定节点认证流程,完成嵌入式物联网防御机制的设计。按照ASG技术执行标准,收集蠕虫样本,并判断特征生成与分发处理指令的可行性,完成关键检测指令的制定,结合相关运行元件,实现基于嵌入式及ASG技术的物联网节点捕获攻击检测系统设计。实验结果表明,所设计系统对于攻击性节点位置信息的平均检测精准度高达96.7%,能够精准检测攻击性节点所处位置,增强攻击性信息样本的定向化捕获与处理能力。     

矿用新能源电机车CAN通信网络软件优化方法

针对矿用新能源电机车CAN节点发送错误造成关键信息丢失的隐患,在TTCAN协议的基础上提出了CAN总线发送容错方法,即对CAN节点发送失败的报文重新发送,当发送成功或者达到预设的最大重发次数后退出该报文的发送;给出了一种CAN总线高效接收、处理报文方法,在中断接收报文期间对报文进行缓存操作,同时修改接收到的报文数量,主程序以此为依据逐条对存放在缓冲区的报文进行后续处理,实现了报文接收与处理的分时操作。测试结果表明,该优化方法可有效提高CAN总线通信的实时性和可靠性,同时减小了各CAN节点CPU开销,提高了工作效率。     

无线传感网中一种基于伪随机的高效MAC协议设计

空闲侦听是影响多跳无线传感器网络部署能效和寿命的关键因素。虽然当前的睡眠/唤醒调度协议能避免简单流量模式时的空闲侦听,但无法有效消除随机路由协议的复杂流量模式所导致的空闲侦听问题。提出一种基于伪随机的MAC协议（MAC-PR）,减少了在节点上部署大量睡眠/唤醒调度信息所产生的额外开销。MAC-PR利用伪随机发生器的种子对调度信息进行编码,然后将该种子添加到传输中的数据报文,允许各个接收器/窃听器根据种子计算出它的睡眠/唤醒调度信息。MAC-PR通过额外计算有效避免了昂贵的控制报文传输成本。通过模拟及在TelosB节点上的实际部署,验证了MAC-PR可以有效消除空闲侦听问题,使得基于随机路由协议的数据报文传输具有自稳定、低延时、低成本等特征。     

基于OCTEON芯片的高精度流回放系统的设计与实现

介绍网络多核处理器OCTEON和基于OCTEON开发的基本需求,讨论在Linux平台下基于该芯片开发高精度流回放系统的设计与实现过程,包括主机与OCTEON间PCI的通信,高精度流回放的时间戳实现,以及多个流同时回放的设计与实现。对该系统的性能测试表明,基于OCTEON的流回放实现高度并行并且高精度的处理,系统的实现对于在高速Gbps环境下的网络数据流检测、过滤与入侵检测系统具有很高的应用价值。     

一种TCP连接的延迟多次迁移技术

现有的基于内容的Web交换技术不能很好地支持HTTP持久连接(P-HTTP)和流水线请求。提出了一种TCP连接的延迟多次迁移方法(DM-TCPHA),前端FE根据第一个请求将连接迁移到选中的BE,该连接上的后续请求报文由BE来调度,且通过强制手段保证BE在收到客户对HTTP回复的确认报文后再执行迁移。该方法具有TCP迁移高性能的优点,且能很好地支持P-HTTP和流水线请求。     

分片与多播基于网络处理器的高速实现

传统的IP数据报文的分片和多播技术，由于在处理过程中需要对整个报文内容进行多次数据拷贝，由此会对缓存报文的处理器外部存储空间进行大量I／O操作，这将严重制约了当前处理器，尤其是网络处理器(NP)的高速报文处理能力。文中介绍了一种新的分片和多播的实现方法，它针对于网络处理器自身的结构特点，对传统方法做出了一定的改进，无需进行大量数据复制和拷贝，即可完成一份数据报文的分片和多播处理，更适用于当今的高速网络交换设备。从而保证更高速的数据处理交换得以实现，同时，实现方法简单，可在任意软件环境下实现。     

一种改进的高性能远程内存直接访问(RDMA)的实现

Infiniband体系架构(IBA)是一种新兴的互联技术,它主要用于处理节点和输入输出节点之间的互联,从而形成一个系统级的网络.为了改进通信子系统的性能,IBA提供了很多特性,其中之一就是远程直接内存访问(Romote Direct Memory Access,RDMA).但是在标准的IBA实现中,对于控制报文和小报文使用发送接收操作来进行.本文提出了一种改进的RDMA实现,使得RDMA能够应用于控制报文和小报文,从而使得传输小报文和控制报文的延迟平均降低24%.