毕业设计英文文献中文翻译_TCP分离器_基于可重构硬件的TCPIP流量监控.doc

TCP分离器可重构硬件的TCP/IP流量监控 David V. Schuehler John Lockwood 应用研究实验室 华盛顿大学dvs1, lockwood}@ 摘要 TCP / IP是互联网上最常用的协议。它利用网络为几乎所有的应用程序提供了一个可靠的传输。这些措施包括 Web 浏览器，FTP、 Telnet、 Secure Shell 和其他应用程序。新型的路由器需要流过此网络设备TCP / IP数据流进行检查本文介绍了TCP的分离器，一种基于可重构硬件的解决方案在多千兆线速TCP / IP流分析和处理一致的字节流通过TCP -分离器传递到每一个TCP / IP连接客户端应用程序为了保持一个，效率高，能够处理千兆线速几乎无限数量流量设计，系统使用非被动流处理算法1 动机 高速网络交换机，目前业务的OC - 48（出2.5Gb / s）的线路速率，而较快的OC - 192（10Gb / s的）和OC - 768（的40Gb / s）网络在与此同时，流的数量增加互联网通讯故障的研究指出，因特网上数据包的 85%以上是传输控制协议 (TCP) / 基于互联网协议 (IP)[8[18]。 新类型的网络处理系统要求TCP / IP头及其有效载荷扫描和处理有效载荷扫描率高，需要在硬件中处理TCP / IP数据新方法。 TCP/IP 监视器只要网络和协议进行监控协议分析仪和数据包捕获程序。这些工具提供的捕捉和保存的功能方案如tcpdump允许TCP数据包捕获和存储[13]。这些工具监测低带宽速率的数据，但这些方案的性能是有限的，因为他们在软件中执行。需要这些工具后处理，以便重建TCP数据流。HTTPDUMP是用来捕捉和存储网络为基础的超文本传输协议（HTTP）通信[17]，但由于处理HTTP流量额外的过滤的逻辑，这比tcpdump需要更多的处理运行速度慢。PacketScope开发的AT＆T能够监视通信量大得多网络，但仍然依靠tcpdump的能力来执行包捕获[1]。利用了PacketScope执行线速度超过100Mbps的[4]HTTP监视。这个工具并不能确保所有的数据包处理，而是试图通过捕捉高比例的HTTP流量获取有关统计结果互联网协议扫描引擎是另一个基于TCP / IP监视器[5]软件。通常，只有头信息被捕获并写入一个日志文件中的TCP流内容。该方案还有性能的限制，高带宽流量的监测。基于群集的在线监测系统与Web请求相关捕获数据 [12]。多个分析引擎并行工作其他系统的性能，但100Mbps的网络上即使运行分析引擎，这些解决方案都不在超过1 Gbps的数据速率高速网络环境下，也不能保证网络上每字节的数据处理。一个跟踪TCP状态已被等人[14]开发。本研究的重点是检测入侵跟踪TCP / IP处理个连接的状态。有限缓冲区也进行重组。该解决方案采用了类似的硬件环境，并能够等同于TCP的分配器的处理数据通过实例化多个处理电路，30个TCP / IP连接，可以在一现场可编程门阵列（FPGA）同时监控基于硬件的TCP / IP处理一个实现通信终端完整TCP / IP协议栈硬件将。不幸的是，有些问题在硬件全面实施一个TCP / IP协议栈不切实际。这些问题包括：（1）众多TCP定时器的需要，（2）用于重组缓冲器的大型的需要，以及（3）需要支持大量的连接。一个支持TCP流量监测电路开发。而不是作为一TCP连接数连接端点代理，通过网络硬件传递监视所有的TCP流量。此技术实施TCP协议有许多。为了提供客户端应用程序一数据设置可靠传输，TCP连接只需要确定，通过监测数据设备。保证交付的大部分工作是由TCP端点管理，而不是由网络上的硬件逻辑。这消除了需要在可重构硬件一个复杂的协议栈，因为转播逻辑仍然是连接端点不在活动网络交换机。背景代现场可编程门阵列（FPGA）百万门的ASIC大约，几百千字节的片上内存，50MHz至200MHz的速度。放置在一个高速网络交换数据路径 FPGA可用于实现网络处理功能在华盛顿大学应用研究实验室（）已一个高速网络研究平台的华盛顿大学千兆交换机（WUGS）[19]。这种硬件，随着口扩展（FPX），试验台用于此项目[11]。FPX所开发分层协议的封装[3] 的组件已被用来作为这项研究的基础。这些封装开发可编程逻辑的高层次的数据包。封装包括ATM 单元格封装，一帧的AAL5封装，IP封装和UDP封装。这种封装器允许客户端应用程序FPGA硬件发送和接收数据包。利用本研究中支架和IP封装一个名为TCP分TCP流监测已实施TCPIP分器的名称来源于的TCP字节流分割成两个独立的方向，如图1所示。一个流被传递到本地主机上的客户端应用程序，而被转发到远程端点TCP -分器被设计成一个轻量级，高性能的电路，它包含一个简单的客户端接口，