基于多核优化的网络流量监测指标评价系统

针对网络流量监测系统传输数据量速度过快时,存在的数据丢包、传输停止、响应错误等性能问题,提出了一套针对网络流量监测系统的评价指标,将系统的吞吐量作为核心指标,通过评价指标来对系统的优化性能进行评估;选取了网络协议解析类系统进行多核优化研究,以GTP-AS系统作为具体目标进行优化之后,根据系统的性能瓶颈提出了一套多核平台优化策略,并且通过实验证明,当核心处理器的计算核心数量增加到七个时,完成多核优化的网络协议解析系统的吞吐量能够达到优化之前的391.73%,有效提高了系统性能。     

基于多核处理器的VTD-XML节点查询执行性能优化

针对目前主流的多核处理器,研究了基于VTD-XML的节点查询执行性能优化,即基于预读策略从多线程并发执行和提高线程内存访问性能两个方面优化XML节点查询的性能。实验结果表明,提出的多线程XML文档解析框架可以充分利用多核处理器的计算资源,并有效地提高线程的内存访问性能,大大提高了XML节点查询的性能。     

一种面向嵌入式系统总线的低功耗优化方法

为了解决嵌入式系统设备总线的功耗问题,从软件方面的功耗优化入手,提出一种面向嵌入式系统总线的低功耗优化方法,即在编译阶段,分别对指令地址总线和数据总线进行优化,以减少总线的翻转次数,降低其功耗。具体方法为:针对指令地址总线,采用改进后的遗传算法进行函数段调用优化,然后结合T0编码,减少总线翻转次数,从而降低其功耗。针对指令数据总线,采用粒子群算法进行指令调度优化,然后结合0-1翻转编码,减少总线翻转次数,从而降低其功耗。为了验证上述方法的正确性和有效性,以HR6P系列微处理器为平台展开实验,实验结果表明,总线功耗的优化效率达到25%左右。该方法明显减少了总线的翻转次数,提高了系统的整体性能。     

基于递归率REC特征的网络流量相空间重构监测

传统上对网络流时间序列分析多采用线性分析方法,没有充分利用到网络流客观存在的非线性特征信息,从而使数据分析能力受限。提出了基于定量递归分析递归率REC特征的网络流量相空间重构监测模型,基于相空间重构和递归图分析,设计了网络流量的REC递归率的定量递归特征作为网络流量序列分析的数据支撑。使用平均互信息算法和虚假最近邻点算法求取流量序列的相空间重构的关键参数,利用递归图中有规律的点线检验网络总出口流量的确定性和可预测性,利用REC特征监测网络流量序列的异常流量和特性进行分析。仿真实验表明,网络流量序列的定量递归特征具有较强的稳定性和自相似性,精度较传统特征统计方法提高19%以上,采用REC递归率特征对异常流量序列的预测预报监测准确率为99.7%,比采用传统的其它非线性递归特征提高了13.2%,展示了算法在网络流量和非平稳数据序列分析中的优越性能。     

基于ASP的CSP进程描述与组合研究

前期工作中,为解决CSP模型检测不支持一次运行验证多条性质的问题,构建了基于ASP的CSP模型检测框架,但其存在着可描述并发进程形态不完善与可验证并发系统规模受限的问题。构建了全新的并发系统ASP描述体系,其解决了前期工作中前缀描述不允许出现类环状结构的问题,可完整描述各种形态的CSP进程。研究了并发组合进程生成技术,它可使多个进程自动化并发组合,并生成一个满足所有行为特性、具有一致结构特性的新进程,保持了验证框架内进程描述的一致性,有利于并发进程的抽象与验证。实验表明了基于ASP的CSP进程描述与组合进程生成技术的有效性,以及基于该ASP描述体系的系统性质验证的可行性。     

CPS系统体系结构顶层设计研究

美国国家基金委员会首次提出信息物理融合系统(CPS),该系统已被列于美国未来八大关键信息技术的首位。在归纳分析国内外CPS研究现状的基础上,为了实现CPS协调物理进程的目标,满足CPS的信息处理与物理控制功能性需求和实时性、可靠性、安全性、可适应性等非功能性需求,提出了3种视图的CPS体系结构。对CPS体系结构设计理论及方法进行了研究,最后展望了CPS未来的研究方向和技术挑战。     

基于改进非广延熵特征提取的双随机森林实时入侵检测方法

在网络骨干链路的高速、大数据量环境下,相对于正常数据,攻击及异常数据相对较少,进行实时入侵检测难度大。针对此问题,提出了一种基于改进非广延熵特征提取和双随机森林的实时入侵检测方法。利用非广延熵,提取出流量属性取值分布的多维特征,通过对非广延熵的改进来降低特征间的相关性。使用完整的特征样本集建立第一个随机森林检测模型,使用包含攻击数据的特征样本子集建立第二个随机森林检测模型,通过双随机森林检测算法实现对少量异常的有效检测。实验结果表明,该方法能够在有限流量信息的基础上获得较高的检测精确率和召回率,其时间和空间复杂度适当,适合于对骨干链路的实时入侵检测。     

基于GPU的SIFT特征匹配算法并行处理研究

SIFT算法因具有旋转、缩放以及平移不变性而在影像配准和基于影像的三维重建领域得到广泛应用。但该算法复杂度较高,在CPU上执行的效率不高,难以满足对实时性要求较高的应用。在深入分析SIFT算法原理的基础上,针对该算法提取特征的多量性和特征向量的高维性,将该算法进行了并行化改造以利用GPU强大的并行计算能力,并与CPU上实现的SIFT算法进行了比较。实验证明,基于GPU的SIFT算法执行效率大幅提升,平均可以达到10倍以上的加速比。     

基于GCC实现飞腾处理器向量处理单元的编译器后端

编译器后端是针对特定目标机器的编译器实现,不同的指令集体系结构需要实现不同的编译器后端。面向飞腾处理器中向量处理单元(FT-VPU)的体系结构和指令集,基于GCC编译器实现了编译器后端,使GCC能够正确编译面向FT-VPU的SIMD指令的内嵌函数。从四路双精度SIMD指令的机器描述出发,总结了在GCC后端所做的实现工作。其对基于GCC编译器实现面向特定目标机器的编译器后端有较大的参考价值。     

基于特征模糊贴近的数据库约束挖掘算法

传统的关联规则算法,只考虑了类内的关联性,忽略了类间的相似性特征、高开销的分类过程、耗时的关联过程。提出了数据内间特征模糊贴近分类的数据库约束挖掘算法,其通过数据模糊集间的贴近度描述数据间的一致度,在传统的神经网络挖掘技术中,引入数据融合技术,对类间数据进行分类处理后,对原始挖掘数据的动态特征进行分析获取新的挖掘模型,以在大规模数据库中准确查询目标数据。仿真实验结果表明,算法挖掘稀疏数据集和密集数据集的效率都优于传统的关联规则算法,极大提高了数据库的挖掘效率。     

基于嵌入式系统的TCP/IP网络层协议研究

嵌入式系统的Internet网络化的研究与应用是近几年来嵌入式应用领域的一个研究热点。该文针对应用广泛的ARM7系列的处理器为核心的嵌入式系统,对网络层协议进行了研究分析,提出了基于嵌入式封装、分用、重组方案、附属协议ICMP的回显应答功能等方案,使之适应嵌入式系统。     

面向多核处理器的实时优化技术:基于独立实时域的实时优化方法

多核处理器具有良好的性能功耗比,因此其在实时嵌入式系统中的应用是一种趋势.然而,现有的软件结构下,多核处理器的多核特性对实时性能的提高没有帮助;甚至,多核处理器核间的资源共享使影响程序执行时间的因素变得复杂,实时任务的最坏执行时间(Worst Case Execution Time,WCET)变得更为不可预测和难以控制.基于国产飞腾处理器研究了基于多核处理器的实时系统构建和实时性能优化,提出了“基于独立实时域的实时优化方法”;通过虚拟化技术把处理器分为“实时域”和“非实时域”,实时任务和非实时任务运行在不同的核心上,充分利用多核处理器各个核心,高效调度实时任务和非实时任务运行.     

多核集群系统下的混合并行遗传算法研究

为应对传统遗传算法在处理大规模组合优化问题面临的进化速度缓慢,难以达到实时要求的严峻挑战,提出了一种在多核PC集群系统上实现“粗粒度一主从式”混合并行遗传算法的模型:通过把“粗粒度一主从式”并行遗传算法映射到多核PC集群上,结合消息传递和共享存储两种并行编程模型,在节点间使用消息传递模型(MPI),对应的遗传算法为粗粒度并行遗传算法,在节点内使用共享存储模型(OpcnMP),对应的遗传算法为主从式并行遗传算法,用MPI和OpenMP混合编程的方式以进程和线程两级并行在多核集群上实现具体的混合并行遗传算法。理论分析和实验结果表明,提出的实现模型有较好的性能,可大大改进传统遗传算法的缺陷。为利用并行遗传算法在普通多核PC集群上处理大规模组合优化问题提出了一种有效、可行的解决方案。     

Network Management Temporal Database System Based on XTACACS Protocol

This paper first analyzes the basic concepts of Cisco router user certification, XTACACS certification protocol and describes the data architecture of user data protocol, then defines a kind of doubly temporal databases and log-in transaction processing based on network management property, at last, introduces implementation technology and method.     

APACHE在多核网络处理器平台上的性能评测与分析

测试并分析了Apache HTTP服务器在多核网络处理器平台ATCA-8000R上的性能。作为对比,测试了Apache在X86架构的服务器BH28上的性能。使用每秒完成的请求数、吞吐率和每个请求完成的时间作为性能指标。使用测试软件ab作为HTTP客户端,向被测设备发起请求。评测结果表明,Apache在多核网络处理器平台ATCA-8000R上的性能优于X86架构的BH28。通过分析网络处理器OCTEON 5860的特点,解释了这一评测结果。     

基于通用多核平台的入侵检测系统研究

为应对网络流量快速增长问题,提出一种基于通用多核平台的入侵检测系统结构。在系统设计基础上,分析、验证了硬件平台、资源分配模式和流量特征等关键因素对系统处理性能的影响。实验表明,网络流量的流数、单位时间内报文包数等指标对系统性能的影响更大;在启用多核处理器超线程技术并将检测引擎与CPU绑定时,系统性能可以得到有效提高;系统易于实现,性价比高。     

基于动态二进制分析的网络协议逆向解析

研究未知网络协议逆向解析技术在网络安全应用中具有重要的意义。基于此,介绍网络协议逆向解析技术的发展现状,分析基于网络轨迹和基于数据流的2种主要解析方法,提出一种基于动态二进制分析技术的逆向解析方法,并选取DynamoRIO平台作为支撑,实现对数据流信息的记录和分析,从而解析出单条协议消息中主要的协议域。     

基于HTTP协议的网络隐蔽通道研究

网络数据流中利用隐蔽通道来进行非法通信已逐渐成为威胁网络信息安全的一种重要手段。该文从攻击者的角度研究隐蔽通道，针对利用低层协议构建隐蔽通道的不足，提出了使用HTTP协议构建隐蔽通道的方法，有效地提高了隐蔽通道的隐蔽性、抗屏蔽性。     

基于多核CPU的并行程序在指控系统中的应用

简单介绍了多核处理器产生背景和原理,分析了多核处理器和基于多线程的并行程序设计在指控系统中的应用前景,介绍了并行应用的编程过程。最后在Microsoft Visual Studio.Net 2005环境下采用OpenMP编程实现了指控系统中一个算法的并行化,并根据多次运行给出该程序在不同线程数目下的平均耗时,验证和分析了基于多核CPU的并行程序的性能。