网络数据包捕获技术的比较研究与实现

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1、分类号学号M201171745学校代码10487密级硕士学位论文网络数据包捕获技术的比较研究与实现学位申请人：尚彪学科专业：通信与信息系统指导教师：袁巍副教授答辩日期：2014年1月15日万方数据万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAComparisonStudyofNetworkPacketsCapturingMethodsCandidate:ShangBiaoMajor:Communication&

2、InformationSystemSupervisor:A.Prof.YuanWeiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJan,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，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结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使

3、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，即：学校有权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。本人授权华中科技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、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权数。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要网络数据包捕获是指在ISO七层网络模型中的数据链路层采集其协议单元。通过对捕获到的数据包进行分析，就可以产生很

4、多进一步的应用。入侵检测，网络测量以及网络行为分析等系统的成功应用，都是以可靠的数据包捕获为前提的。Libpcap与PF_RING都是比较流行的数据包捕获技术。同时随着多核处理器的发展，并行计算的提出，采用多核处理器进行数据包捕获已经逐渐成为发展趋势。本文着眼于各种数据包捕获技术的比较研究，意在找出这些技术的适用范围与影响因素。本文的主要工作内容包括以下几个方面：首先对基于Libpcap和PF_RING的数据包捕获方法进行了实现。在并行计算思想下，本文提出了一个基于TileraPro64平台的数据包捕获应用框架。这个数据包捕获框架具有高度可扩展性，能够利用

5、平台IPP机制对数据包进行并行处理。同时采用数据并行模式，配合多个处于同等地位的数据包捕获进程，可以极大的利用多核处理器优势来提高数据包捕获能力。其次针对Libpcap等数据包捕获技术适用场景问题，本文设计了捕获率对比、CPU策略等多组实验并且做出了相应测试。通过对捕获效率的对比，查看它们在数据捕获方面的优劣性。另外还分别从CPU调度策略、处理负载以及多线程协作等方面对数据包捕获技术的影响进行了实验。最后对实验结果进行分析，寻找实验中各种优劣表现的原因所在，从而在不同的应用环境下，向开发者提出在系统配置、多核分配策略、多进程协作等方面的建议指导。关键词：数

6、据包捕获，PF_RING，Libpcap，TileraI万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractCapturingnetworkpacketsistocollecttheunitsofdata-linklayerofISOwhichhasseven-layernetworkmodel.Alotoffurtherapplicationscanbeobtainedbyanalyzingthepackets.Manysuccessfulapplications,suchasintrusiondetectionsystem,networkmeasureme

7、nt,networkbehavioralanalysisandsoon,areallonconditionofthetechnologyofreliablepacketscapturing.LibpcapandPF_RINGarethecommonsolutionsinpacketscapturingfield.Meanwhile,withthedevelopmentofmulti-coreandparallelcomputing,packetscapturingwithmulti-coreCPUhasgraduallybecameanewtrend.Th

8、isthesisfocusonthecomparisonofsev