發(fā)布時間：2019-11-28 07:19

【摘要】：傳統(tǒng)的千兆位的以太網(wǎng)絡數(shù)據(jù)監(jiān)聽模型已經(jīng)不能適應當前形勢下的網(wǎng)絡監(jiān)管的技術需要和業(yè)務發(fā)展,因此本文重點研究了一種通過基于Windows微端口驅動的(NDIS)高速數(shù)據(jù)報文處理方法,從而實現(xiàn)了一種分布式的數(shù)據(jù)監(jiān)聽和識別網(wǎng)絡數(shù)據(jù)行為內容的超高速萬兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)監(jiān)聽模型。該模型通過當前最快的萬兆位級別的以太網(wǎng)絡設備,將捕獲到的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)用監(jiān)控服務器上的若干塊指定的特定速率的網(wǎng)絡適配器進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的平衡發(fā)送至下一層次的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)內容分析處理設備上,分析數(shù)據(jù)報文的任務分配給了若干下層處理分析設備,從而減輕了主數(shù)據(jù)獲取設備的壓力和負擔,保證了相對穩(wěn)定高速的處理能力。這樣的配置和模型相對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡監(jiān)控來講,大大的降低網(wǎng)絡數(shù)據(jù)獲取時的設備掉包率,而且網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文分析能力也得到了很大的提升。在采用多個網(wǎng)絡適配器進行指定發(fā)送時,在這種超過高速的網(wǎng)絡情況下網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量極速增長時,其網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文的指定發(fā)送效率就會產生下降,從而直接影響了低層次的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理分析設備的分析和處理能力。針對這種網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文指定發(fā)送效率無法滿足的情況下足,本文提出了一種解決方案,即當網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文到達時,采用分區(qū)分塊模式先將一部分指定網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文采用零存歸一的原則分塊緩沖到指定的內存空間中(將內存空間看做為一個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)緩沖私有池),再通過多核多線程分布式處理將數(shù)據(jù)整取的原則,分別對緩沖私有池中每塊緩存中的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文進行提取然后通過指定的端口轉發(fā)出去,在這種情況下采用私有緩沖池可以加快網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文的指定發(fā)送效率高速緩沖零存整取,從而達到處理高速數(shù)據(jù)報的目的。在對指定的網(wǎng)絡適配器進行發(fā)送數(shù)據(jù)優(yōu)化后,建立的若干數(shù)據(jù)發(fā)送的線程管理工作是交給操作系統(tǒng)微處理核心的,系統(tǒng)核心會根據(jù)內在的特點算法來分配若干條數(shù)據(jù)發(fā)送線程運行在某一個處理核心上,或者讓某一個指定轉發(fā)線程在幾個核心上輪詢的進行數(shù)據(jù)切換運算,從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,然而往往這些操作大多都會對系統(tǒng)的線程效率有一定的影響。根據(jù)Windows內核管理原理的方式方法,本文研究了實現(xiàn)了指定多核多線程數(shù)據(jù)處理發(fā)送技術,通過設置線程的CPU核心親緣屬性,可以讓特定線程一直在某一個指定的核心上運行,從而可以消除線程在多個核心上輪詢切換造成的效率損耗,提高了線程的運行效率。在最后本文針對網(wǎng)絡中常見的工具和軟件,并對所產生的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報文進行了一些深度的分析和挖掘。
【圖文】：

與線程之間的調度和管理將會異常繁瑣，面對這些情況，線程池的概念油然而生，通過集中式的池化管理因此降低了線程的新建和刪除之間頻繁切換帶來的資源消耗。2.1.2 線程和進程的關系在不支持線程的操作系統(tǒng)中，進程不但提供了一個完全的執(zhí)行環(huán)境，同時其預定的所有功能也被一個控制過程所取代，如圖 2-1（a）所示，操作系統(tǒng)是按照進程來分配處理器的資源，然而進程既是資源的擁有者也是處理器時鐘周期調度的最基本的單元[11]。在此類系統(tǒng)中用戶模式下可以完成對線程的支持，即用戶級線程模型，其模型如圖 2-1（b）所示，在系統(tǒng)內核中，由于操作系統(tǒng)僅支持進程，因此可以采用虛擬化線程來實現(xiàn)，因此可以在用戶模式下實現(xiàn)對線程的支持。在支持內核級別線程的系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)的最基本單位是線程，因為進程只是提供了一個執(zhí)行空間，所以每個進程中包含了一個或者多個線程，每個線程都是一個獨立的指令數(shù)據(jù)集。圖 2-1（c）形象的描述了它們之間的關系。

圖 2-2 執(zhí)行體在 Windows 中的位置名稱來創(chuàng)建或打開一個對象時，將獲得一個句柄，該句柄指向所創(chuàng)建或打開的對象。以后，該進程無須使用名稱來引用該對象，使用此句柄即可訪問。這樣做可以顯著地提高引用對象的效率。在 Windows 中，句柄是線程范圍內的對象引用，換句話說，句柄僅在一個線程范圍內才有效。一個線程中的句柄傳遞給另一個線程后，句柄值將不再有效。實際上，Windows 支持的句柄是一個索引，指向該句柄所在線程的句柄表（handletable）中的一個表項。句柄表是一個多層結構，每個句柄項的結構為HANDLE_TABLE_ENTRY,執(zhí)行體在創(chuàng)建線程時，首先為新線程分配一個單層句柄表，句柄表的創(chuàng)建工作是通過調用 ExCreateHandleTable 函數(shù)來完成的，該函數(shù)調用ExpAllocateHandleTable 來構造初始的句柄表。隨著線程中句柄數(shù)量的增加，，單層句柄表被擴展為二層句柄表，再進一步被擴展為三層句柄表，句柄表的擴展是由函數(shù) ExpAllocateHandleTableEntrySlow 來實現(xiàn)的。執(zhí)行體通過句柄表來實現(xiàn)線程的管理。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.11

【參考文獻】

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本文編號：2566962