CN107733736A - 一种低功耗的高速网络报文检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低功耗的高速网络报文检测方法及装置包括在到达数据包中加入到达***的时间标签;检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制;解析数据报文的协议信息和有效载荷;萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;对数据包进行综合判定;对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,传送给互联网或指定服务器上;还提供了一种低功耗的高速网络报文检测装置,包括时间戳模块、流量检测模块、报文解析模块、内容萃取模块、匹配控制模块、综合判定模块、格式封装模块。本发明适用于大规模的网络报文检测。
Description
技术领域
本发明涉及网络技术领域,尤其涉及一种低功耗的高速网络报文检测方法及装置。
背景技术
随着计算机网络的高速发展,计算机网络的规模不断壮大,计算机网络正在经济和生活的各个领域迅速普及,信息的获取、共享和传播变得更加方便,构建在互联网上的应用也越来越多,整个社会对互联网的依赖性也越来越强。然而,网络规模的迅速膨胀、新应用的不断涌现,导致网络的可管理性和可控性也越来越差,网络性能的可知性日趋复杂,实时有效的网络报文检测技术对网管***和网络监控***越来越重要。
网络中不同类型业务的通信可能是任意一台终端设备向另一台终端设备发送的一组数据包,这种数据包实际上就构成了运营商网络中某种业务的一个数据流量。对于这些数据流量信息的掌握,非常适合应用于网络性能分析。
由于在传统的深度报文检测***中,整个***是工作在一个恒定的频率上的,当频率一定时,各个模块的最大处理频率是一样的,然而网络上的流大小却是突发变化的,并不是以最大的流进行传送的,过高的处理频率虽然满足模块的处理要求,但是却会因为过多的消耗资源而引起带宽的浪费。因此,一种低功耗的高速网络报文检测方法及装置呼之欲出。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷,提供一种低功耗的高速网络报文检测方法及装置,采用实时动态地控制方法,提升了设备检测的灵活度,适用于大规模的网络报文检测。
为了便于理解,对本发明出现的名词解释如下:
TCAM:Ternary Content Accessible Memory,即三元内容寻址内存+SRAM,StaticRandom Access Memory,即静态随机存取存储器,完成关键字的查找和配送功能,实现高速链路下的匹配,其中TCAM用来放规则的匹配域,SRAM用来放规则对应实施动作。
为实现所述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种低功耗的高速网络报文检测方法,包括以下步骤:
在到达数据包中加入到达***的时间标签;
检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,并转发数据报文;
解析数据报文的协议信息和有效载荷;
根据用户配置的管理要求,萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;
根据上述萃取的数据报文的相关信息在预先设定好的表项中进行匹配查找,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;
根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,如果判定成功则进行格式封装,否则丢弃;
对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,再通过10G高速接口将MAC帧传送给互联网或指定服务器上。
进一步地,所述的检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,具体包括以下步骤:
提取网络数据流量信息;
将数据流量信息存入流量缓存,并记录数据流量g和时间t1、t2;
根据记录的数据流量信息,从流量缓存中读出数据流量g和时间t1、t2,查找频率匹配表,找出对应的处理频率;
根据查找出对应的处理频率,统一控制各步骤所需的处理频率。
进一步地,所述的根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,具体包括以下步骤:
将萃取的数据报文的相关信息送至TCAM芯片,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配,等待接收匹配结果,如果是丢弃,则丢弃该报文,否则判断匹配的数据是否到达指定的服务器;
判断匹配的数据是否到达指定的服务器,如果是,则步骤结束;如果否,则将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较;
将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较,如果超出阈值,丢弃;如果否,则将数据转发;
将数据转发到互联网上。
进一步地,所述数据流量g由以下方式得出:
检测到达报文的数据流量信息,根据报文添加的时间标签,设在时间t1到t2到达的数据包为n个,第i个数据包为li比特,则在时间t1到t2通过的总报文比特数为则这段时间内通过的实时流量g为
基于一种低功耗的高速网络报文检测方法的一种低功耗的高速网络报文检测装置,包括:
时间戳模块,用于在到达数据包中加入到达***的时间标签;
流量检测模块,用于检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,并转发数据报文;
报文解析模块,用于解析数据报文的协议信息和有效载荷;
内容萃取模块,用于根据用户配置的管理要求,萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;
匹配控制模块,用于根据上述萃取的数据报文的相关信息在预先设定好的表项中进行匹配查找,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;
综合判定模块,用于根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,如果判定成功则进行格式封装,否则丢弃;
格式封装模块,用于对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,再通过10G高速接口将MAC帧传送给互联网或指定服务器上。
进一步地,所述的流量检测模块还包括:
流量提取单元,用于提取网络数据流量信息;
记录单元,用于将数据流量信息存入流量缓存,并记录数据流量g和时间t1、t2;
频率匹配单元,用于根据记录的数据流量信息,从流量缓存中读出数据流量g和时间t1、t2,查找频率匹配表,找出对应的处理频率;
频率控制单元,根据查找出对应的处理频率,统一控制各步骤所需的处理频率。
进一步地,所述综合判定模块还包括:
信息匹配单元,用于将萃取的数据报文的相关信息送至TCAM芯片,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配,等待接收匹配结果,如果是丢弃,则丢弃该报文,否则判断匹配的数据是否到达指定的服务器;
判断单元,用于判断匹配的数据是否到达指定的服务器,如果是,则步骤结束;如果否,则将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较;
比较单元,用于将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较,如果超出阈值,丢弃;如果否,则将数据转发;
转发单元,用于将数据转发到互联网上。
本发明的有益效果是:
1.本发明一种低功耗的高速网络报文检测方法及装置达到在应用需求不断增加的情况下,用硬件实现网络报文检测的功能,根据网络的需求,实时动态在线调整频率,使其能够根据用户要求更加灵活的提供服务功能;在正常情况下,对传送的数据流量进行统计,读出到达流量的大小和时间,再根据数据流量大小对应查出***的处理频率,进行动态控制***自身处理频率,进而调整***的实时处理能力,实现对网络报文中内容负载实时在线的深度检测,满足低功耗的要求;
2.本发明一种低功耗的高速网络报文检测方法及装置对网络报文检测进行了针对性设计,为网络报文检测提供更灵活的手段,实现了根据用户的设置要求来控制处理能力从而达到一种低功耗的目的;适用于10G高速网络环境,并以并行流水线的方式实现网络报文检测,同时又达到了低功耗的目的;实现了连续地检测网络流量,对网络起到实时监控的作用。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的一种低功耗的高速网络报文检测方法的流程图。
图2是本发明实施例所提供的一种低功耗的高速网络报文检测装置的结构示意图。
图3是本发明实施例所提供的另一种低功耗的高速网络报文检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
本发明提供一种低功耗的高速网络报文检测方法,包括以下步骤:
在到达数据包中加入到达***的时间标签;
检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,并转发数据报文;
解析数据报文的协议信息和有效载荷;
根据用户配置的管理要求,萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;
根据上述萃取的数据报文的相关信息在预先设定好的表项中进行匹配查找,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;
根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,如果判定成功则进行格式封装,否则丢弃;
对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,再通过10G高速接口将MAC帧传送给互联网或指定服务器上。
请参考图1,图1为本发明实施例所提供的一种低功耗的高速网络报文检测方法的流程示意图;本实施例提供一种低功耗的高速网络报文检测方法,具体包括以下步骤:
步骤S101:在到达数据包中加入到达***的时间标签;
步骤S102:检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,并转发数据报文;
其中,所述的根据网络数据流量对***进行频率控制,具体包括以下步骤:
提取网络数据流量信息;
将数据流量信息存入流量缓存,并记录数据流量g和时间t1、t2;
根据记录的数据流量信息,从流量缓存中读出数据流量g和时间t1、t2,查找频率匹配表,找出对应的处理频率;
根据查找出对应的处理频率,统一控制各步骤所需的处理频率。
其中,所述数据流量g由以下方式得出:
检测到达报文的数据流量信息,根据报文添加的时间标签,设在时间t1到t2到达的数据包为n个,第i个数据包为li比特,则在时间t1到t2通过的总报文比特数为则这段时间内通过的实时流量g为
所述的频率匹配表如下表所示,其中数据流量g是在时间t时刻通过***的实时数据流量,处理频率是在通过***数据流量为g时对整个***的处理频率。
步骤S103:解析数据报文的协议信息和有效载荷;
步骤S104:根据用户配置的管理要求,萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;
步骤S105:根据上述萃取的数据报文的相关信息在预先设定好的表项中进行匹配查找,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;
步骤S106:根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,如果判定成功则进行格式封装,否则丢弃;具体的包括以下步骤:
将萃取的数据报文的相关信息送至TCAM芯片,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配,等待接收匹配结果,如果是丢弃,则丢弃该报文,否则判断匹配的数据是否到达指定的服务器;
判断匹配的数据是否到达指定的服务器,如果是,则步骤结束;如果否,则将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较;
将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较,如果超出阈值,丢弃;如果否,则将数据转发;
将数据转发到互联网上。
步骤S107:对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,再通过10G高速接口将MAC帧传送给互联网或指定服务器上。
本发明提供的基于一种低功耗的高速网络报文检测方法的一种低功耗的高速网络报文检测装置,包括:时间戳模块201,流量检测模块202,报文解析模块203,内容萃取模块204,匹配控制模块205,综合判定模块206,格式封装模块207;所述时间戳模块201依次连接流量检测模块202,报文解析模块203,内容萃取模块204,匹配控制模块205,综合判定模块206,格式封装模块207。
所述时间戳模块201,用于在到达数据包中加入到达***的时间标签;
所述流量检测模块202,用于检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,并转发数据报文;
所述报文解析模块203,用于解析数据报文的协议信息和有效载荷;
所述内容萃取模块204,用于根据用户配置的管理要求,萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;
所述匹配控制模块205,用于根据上述萃取的数据报文的相关信息在预先设定好的表项中进行匹配查找,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;
所述综合判定模块206,用于根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,如果判定成功则进行格式封装,否则丢弃;
所述格式封装模块207,用于对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,再通过10G高速接口将MAC帧传送给互联网或指定服务器上。
本发明还提供了基于一种低功耗的高速网络报文检测方法的另一种低功耗的高速网络报文检测装置,包括:时间戳模块301,流量检测模块302,报文解析模块303,内容萃取模块304,匹配控制模块305,综合判定模块306,格式封装模块307;所述时间戳模块301依次连接流量检测模块302,报文解析模块303,内容萃取模块304,匹配控制模块305,综合判定模块306,格式封装模块307。
所述时间戳模块301,用于在到达数据包中加入到达***的时间标签;
所述流量检测模块302,用于检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,并转发数据报文;
所述报文解析模块303,用于解析数据报文的协议信息和有效载荷;
所述内容萃取模块304,用于根据用户配置的管理要求,萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;
所述匹配控制模块305,用于根据上述萃取的数据报文的相关信息在预先设定好的表项中进行匹配查找,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;
所述综合判定模块306,用于根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,如果判定成功则进行格式封装,否则丢弃;
所述格式封装模块307,用于对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,再通过10G高速接口将MAC帧传送给互联网或指定服务器上。
进一步地,所述的流量检测模块302还包括:
流量提取单元3201,用于提取网络数据流量信息;
记录单元3202,用于将数据流量信息存入流量缓存,并记录数据流量g和时间t1、t2;
频率匹配单元3203,用于根据记录的数据流量信息,从流量缓存中读出数据流量g和时间t1、t2,查找频率匹配表,找出对应的处理频率;
频率控制单元3204,根据查找出对应的处理频率,统一控制各步骤所需的处理频率。
进一步地,所述综合判定模块306还包括:
信息匹配单元3601,用于将萃取的数据报文的相关信息送至TCAM芯片,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配,等待接收匹配结果,如果是丢弃,则丢弃该报文,否则判断匹配的数据是否到达指定的服务器;
判断单元3602,用于判断匹配的数据是否到达指定的服务器,如果是,则步骤结束;如果否,则将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较;
比较单元3603,用于将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较,如果超出阈值,丢弃;如果否,则将数据转发;
转发单元3604,用于将数据转发到互联网上。
以上所述之实施例,只是本发明的较佳实施例而已,并非限制本发明的实施范围,故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (7)
1.一种低功耗的高速网络报文检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
在到达数据包中加入到达***的时间标签;
检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,并转发数据报文;
解析数据报文的协议信息和有效载荷;
根据用户配置的管理要求,萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;
根据上述萃取的数据报文的相关信息在预先设定好的表项中进行匹配查找,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;
根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,如果判定成功则进行格式封装,否则丢弃;
对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,再通过10G高速接口将MAC帧传送给互联网或指定服务器上。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗的高速网络报文检测方法,其特征在于,所述的检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,具体包括以下步骤:提取网络数据流量信息;
将数据流量信息存入流量缓存,并记录数据流量g和时间t1、t2;
根据记录的数据流量信息,从流量缓存中读出数据流量g和时间t1、t2,查找频率匹配表,找出对应的处理频率;
根据查找出对应的处理频率,统一控制各步骤所需的处理频率。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗的高速网络报文检测方法,其特征在于,所述的根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,具体包括以下步骤:
将萃取的数据报文的相关信息送至TCAM芯片,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配,等待接收匹配结果,如果是丢弃,则丢弃该报文,否则判断匹配的数据是否到达指定的服务器;
判断匹配的数据是否到达指定的服务器,如果是,则步骤结束;如果否,则将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较;
将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较,如果超出阈值,丢弃;如果否,则将数据转发;
将数据转发到互联网上。
4.根据权利要求2所述的一种低功耗的高速网络报文检测方法,其特征在于,所述数据流量g由以下方式得出:
检测到达报文的数据流量信息,根据报文添加的时间标签,设在时间t1到t2到达的数据包为n个,第i个数据包为li比特,则在时间t1到t2通过的总报文比特数为则这段时间内通过的实时流量g为
5.基于权利要求1-4所述的任一种一种低功耗的高速网络报文检测方法的一种低功耗的高速网络报文检测装置,其特征在于,包括:
时间戳模块,用于在到达数据包中加入到达***的时间标签;
流量检测模块,用于检测出到达的网络数据流量信息,根据网络数据流量对***进行频率控制,并转发数据报文;
报文解析模块,用于解析数据报文的协议信息和有效载荷;
内容萃取模块,用于根据用户配置的管理要求,萃取出数据报文的协议信息和有效载荷;
匹配控制模块,用于根据上述萃取的数据报文的相关信息在预先设定好的表项中进行匹配查找,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配;
综合判定模块,用于根据匹配结果和用户设定的流量阈值对数据包进行综合判定,如果判定成功则进行格式封装,否则丢弃;
格式封装模块,用于对数据报文进行数据格式封装,完成格式头的转换和封装,将数据封装成MAC帧,再通过10G高速接口将MAC帧传送给互联网或指定服务器上。
6.根据权利要求5所述的一种低功耗的高速网络报文检测装置,其特征在于,所述的流量检测模块还包括:
流量提取单元,用于提取网络数据流量信息;
记录单元,用于将数据流量信息存入流量缓存,并记录数据流量g和时间t1、t2;
频率匹配单元,用于根据记录的数据流量信息,从流量缓存中读出数据流量g和时间t1、t2,查找频率匹配表,找出对应的处理频率;
频率控制单元,根据查找出对应的处理频率,统一控制各步骤所需的处理频率。
7.根据权利要求5所述的一种低功耗的高速网络报文检测装置,其特征在于,所述综合判定模块还包括:
信息匹配单元,用于将萃取的数据报文的相关信息送至TCAM芯片,并与用户配置的TCAM规则表项中的五元组信息进行匹配,等待接收匹配结果,如果是丢弃,则丢弃该报文,否则判断匹配的数据是否到达指定的服务器;
判断单元,用于判断匹配的数据是否到达指定的服务器,如果是,则步骤结束;如果否,则将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较;
比较单元,用于将匹配的数据与用户配置的数据流量阈值进行比较,如果超出阈值,丢弃;如果否,则将数据转发;
转发单元,用于将数据转发到互联网上。
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