多核架构下实时ip流测量的硬件加速方法

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1、第12期祝超等：多核架构下实时IP流测量的硬件加速方法·9·多核架构下实时IP流测量的硬件加速方法祝超1,2，谢应科1，王建东1,2，赵自力1,2，韩承德1（1.中国科学院计算技术研究所空间信息处理技术实验室，北京100190；2.中国科学院研究生院，北京100039）摘要：提出了一种多核架构下实时IP流测量的硬件加速方法。FPGA以线速捕获OC-192链路数据报文，并将数据记录以IP流为单位均衡至多个处理器核对应的亲核缓存队列中，利用流标识的多级散列值检测流表更新碰撞。实验表明，这种方法可以有效提高IP流的分析速度，在数据包长75byte的情况下，能够实时线速处理OC-192速率的流量，对高

2、速骨干网多并发流下业务流的在线识别和分析具有重要意义。关键词：计算机系统结构；网络测量；硬件加速；IP流；多核架构；FPGA中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-436X(2008)12-0001-09Hardware-acceleratedreal-timeIPflowmeasurementmethodformulti-corearchitectureZHUChao1,2,XIEYing-ke1,WANGJian-dong1,2,ZHAOZi-li1,2,HANCheng-de1(1.LaboratoryofSpatialInformationTechnology,Inst

3、ituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China;2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:Ahardware-acceleratedreal-timeIPflowmeasurementmethodformulti-corearchitecturewasproposed.IPdatagramswerecapturedatwirespeedofOC-192linksbyFPGA.Datareco

4、rdswereloadbalancedtothecorrespondingcore-affinitivebufferqueuestoeachprocessorcoreatflowlevel.Multi-stagehashvalueswereusedtodetectcollisionwhenupdatingtheflowtable.ExperimentsshowthatthismethodcanaccelerateIPflowanalysiseffectively.Withtheinputof75bytespackets,thesystemisabletoprocessatwirespeedof

5、OC-192links.Thisisofgreatsignificancetotheonlinetrafficidentificationandanalysisofhighspeedbackboneswithlargenumberofconcurrentflows.Keywords:computerarchitecture;networkmeasurement;hardwareacceleration;IPflow;multi-corearchitecture;FPGA第12期祝超等：多核架构下实时IP流测量的硬件加速方法·9·1引言收稿日期：2008-08-15；修回日期：2008-11-1

6、0基金项目：国家重点基础研究发展计划（“973”计划）基金资助项目（2007CB310702）；国家高技术研究发展计划（“863”计划）基金资助项目（2007AA01Z467）；中国科学院重大科研装备研制基金资助项目（YZ200824）FoundationItems:TheNationalBasicResearchProgramofChina(973Program)(2007CB310702);TheNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChina(863Program)(2007AA01Z467);TheMajorResea

7、rchEquipmentDevelopmentPlanofChineseAcademyofSciences(YZ200824)IP网络的运行、资源组织与业务行为特征的测量是网络管理、优化和控制的基础，也是新型网络体系结构研究的前提。电信级IP网络需要实时获悉网络承载的关键业务，并保障关键业务需要的网络资源。随着网络技术的快速发展，链路速率趋向高速化，网络业务趋向多样化和复杂化，这对高速IP网络在线