高速ip网络流量捕获监测技术分析

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1、J二程硕士学位论文插图索引图2．1BPF结构示意图⋯．．图3·1winpcap的结构示意图3-2NPF在NDIS中的位置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．图3．3内核级数据包转储⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．图3—4评估实验环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图3—5工具的包捕获能力(不保存数据包内容)⋯⋯．．图3．6工具的包捕获能力(保存64字节数据包内容)图3．7工具的包捕获能力(保存全部数据包内容)⋯．．图4．1轮询的数据包处理流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．图4—2数据包的接收路径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图4—3改进的数据包接收路径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．图4．4

2、RingDum的内存分配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．图4．664字节数据包捕获性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．V142123252829303638394147高速IP网络流量捕获监测技术研究表1．1表1．2表4．1表4．2表4．3附表索引我国网络用户对当前网络的满意程度(数据来源于文献【l】)⋯2四类包分类方法的代表算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6不同流量下Linux各进程oprofile的结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．34两种方式的最大包捕获速率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37改进后的数据包捕获速率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．46VI湖南大学学位论文原

3、创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：2‘砷f年／，月如曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

4、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密圉。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名导师签名刘砖、日期力心年，，月如日M6年，月，r日工程硕士学位论文1．1研究意义第1章绪论伴随着自身技术的不断进步，自20世纪90年代以来，以TcP／IP协议为核心协议的互联网(Internet)在全球范围内以前所未有的速度迅速普及。目前互联网已经成为现代社会中最重要的信息基础设施，它深深地渗透到人类社会的政治、经济、文化、军事和生活等各个领域，成为推动社会进步和经济发展的重要因素。由于人类社会对互联网的依赖，互联

5、网得到了飞速发展。以我国为例，据第十六次中国互联网统计调查表明：截止到2005年6月30日，我国的上网计算机总数已达3630万台，同2004年12月31日的调查结果相比，我国的上网计算机总数半年增加了541万台，增长率为17．5％，和去年同期相比增长41．1％，是1997年10月第一次调查结果29．9万台的121．4倍，可见我国上网计算机总数呈现出比较快的增长态势。网络出口带宽总数达到53941M，比半年以前相比增加了26725M，增长率为98．2％，是1997年10月调奇结果25．408M的2123倍。上网用户总人数为8700万人，同十三次调查相比增加7

6、50万人，增长率为9．4％，其中通过宽带上网的用户人数半年却增加了1370万人⋯。用户上网的接入方式也由单一的拨号发展为xDsL、cableModem、局域网、无线接入等多种方式并存的接入方式。IP网络承载的应用也发生了非常大的改变，电子邮件(Email)、文件传输(FTP)、远程登录(Telnet)、wwl】『浏览(HTTP)等网络传统四大应用流量虽然仍是IP网络中的主要部分，但是网络己开始越来越多地承载P2P、VoD多媒体以及VoIP等新应用流量；甚至在一些IsP网络，如法国电信、美国Sprint的骨干网，这些新应用流量已超过传统应用流量【2，3，41

7、。网络规模扩大，异构性和复杂性不断提高，网络应用不断增加，使得网络日益普及。但人们对网络性能等并不感到满意。在我国第十六次中国互联网统计调查的数据中，如表1．1所示，仅36．7％的网络用户对当前互联网性能感到满意，大多数网络用户对网络性能感觉一般和不太满意⋯。当前网络需要满足高可靠性、高性能的服务需求。除了需要设计高速IP网络流量捕获监测技术研究高效网络协议，开发高性能网络设备，通过流量工程实现网络负载合理分布与保证关键业务性能至关重要。因此需要定量地了解各层次协议的网络流量和业务流的使用分布、增长趋势等特征指标，建立精确的网络流量模型与业务流流量、性能模

8、型，发现影响或者限制网络性能的关键【l21。流量测量是获得网络与业