CN110990229A - 一种***信息采集方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种***信息采集方法及装置。该方法包括：通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；当不可屏蔽中断NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。本申请实施例通过利用NMI终端处理函数和***软中断处理函数周期性采集***信息，上述两个函数不会受到操作***故障的影响，因此，可以准确的获取***信息。

Description

一种***信息采集方法及装置
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种***信息采集方法及装置。
背景技术
当前网络攻击越来越多，网络安全设备大量被开发出来并应用到实际的环境中，由于当前应用丰富多样及网络的普及，对网络安全设备的信息可视化要求越来越高，但由于网络设备的信息采集比较复杂以及可能存在的***的软件逻辑错误，导致数据采集的实时性和准确性通常难以保证。
现有技术中，通过使用***进程或线程周期性读取***信息，但当操作***出现进程调度出错、内存出错或线程死锁等***性错误时，会导致***无法记录***信息的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种***信息采集方法及装置，用以解决现有技术中，当操作***出现进程调度出错、内存出错或线程死锁等***性错误时，会导致***无法记录***信息的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种***信息采集方法，包括：通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；当不可屏蔽中断NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
本申请实施例通过利用NMI终端处理函数和***软中断处理函数周期性采集***信息，上述两个函数不会受到操作***故障的影响，因此，可以准确的获取***信息。
进一步地，在通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数读取***信息之前，所述方法还包括：在安全网关启动时，初始化收包开始变量、收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量，并注册所述NMI中断处理函数和***软中断处理函数。
本申请实施例通过初始化相关变量和注册上述函数，为后续***信息的采集做准备工作，保证能够获得准确的***信息。
进一步地，所述通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息，包括：通过NMI中断处理函数将读取到的硬件网卡数据赋值给收包结束变量，将所述CPU使用率赋值给CPU统计变量，将所述内存使用率赋值给内存统计变量；通过***软中断处理函数获取收包开始变量，根据所述收包开始变量和所述收包结束变量获得网卡收发包数据；根据所述CPU统计变量获得所述CPU使用率，根据所述内存统计变量获得所述内存使用率。
本申请实施例先通过NMI中断处理函数先从CPU中采集***的相关信息，然后通过***软中断处理函数获得到最终的***信息，避免了给CPU带来较大的计算压力。
进一步地，所述根据所述收包开始变量和所述收包结束变量获得网卡收发包数据，包括：将所述收包开始变量和所述收包结束变量的差值作为所述网卡收发包数据。通过差值计算，获得一个周期内的网卡收发包数据。
进一步地，在通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息之后，所述方法还包括：将所述收包结束变量赋值给所述收包开始变量，并初始化收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量。
本申请实施例通过将收包开始变量、收包结束变脸、CPU统计变量和内存统计变量进行初始化，以便进行下一个周期***信息的收取。
第二方面，本申请实施例提供一种***信息采集装置，包括：
计时模块，用于通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；信息统计模块，用于当不可屏蔽中断NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
进一步地，所述装置还包括：
初始化模块，用于在安全网关启动时，初始化收包开始变量、收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量，并注册所述NMI中断处理函数和***软中断处理函数。
第三方面，本申请实施例提供一种CPU，包括第二方面所述的***信息采集装置。
第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，其中，
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面的方法。
第五方面，本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，包括：
所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种***信息采集方法流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种***信息采集方法流程示意图；
图3为本申请实施例提供的装置结构示意图；
图4为本申请实施例提供的电子设备实体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
不可屏蔽中断(Non Maskable Interrupt，简称NMI)属于中断请求的一种。外部不可屏蔽中断请求经由专门的CPU针脚NMI，通知CPU发生了灾难性事件，如电源掉电、总线奇偶位出错等。内部不可屏蔽中断请求是CPU内部自发产生的，如存储器读写出错、溢出中断、除法出错中断等。NMI线上中断请求是不可屏蔽的(既无法禁止的)、而且立即被CPU锁存。因此NMI是边沿触发，不需要电平触发。NMI的优先级也比INTR高。不可屏蔽中断的类型指定为2，在CPU响应NMI时，不必由中断源提供中断类型码，因此NMI响应也不需要执行总线周期INTA。
因此，为了解决当操作***出现进程调度出错、内存出错或线程死锁等***性错误时，会导致***无法记录***信息的问题，本申请实施例一同一种***信息采集方法，该方法使用cpu提供的不可屏蔽中断特性，实现周期性的读取***信息，包括网卡收发包个数，cpu使用率和内存占用。由于不可屏蔽中断不受***逻辑错误的影响，可以准确的周期性的获取信息，作差值，准确的获取***信息。
图1为本申请实施例提供的一种***信息采集方法流程示意图，如图1所示，包括：
步骤101：通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；
步骤102：当不可屏蔽中断NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
其中，执行上述方法的主体为采集装置，该采集装置可以为中央处理器CPU，也可以是运行在CPU上的一个功能模块。预设周期可以是默认值，也可以根据实际情况进行自行设定，例如：可以是2秒、4秒等。由于NMI中断处理函数只能处理短任务，所以通过***软中断函数与NMI中断处理函数共同对***信息进行采集。应当说明的是，NMI中断处理函数和***中断处理函数都为自定义函数，能够实现对***信息的采集。
另外，可以通过NMI定时器来判断NMI被触发的周期是否到来，当***开始启动，或者完成上一轮***信息的统计之后，NMI定时器开始计时，当到达预设周期，则触发NMI中断。
可以理解的是，网卡收发包数据表示从上一个NMI中断结束，到本次NMI中断被触发期限，即预设周期内，网卡的收发包数量。CPU使用率表示在NMI中断被触发时的CPU被占用的情况，可以通过百分数表示。内存使用率表示在NMI中断被触发时，内存被占用的情况，也可以通过百分数表示。并且，***信息还可以包括其他参数，例如：线程数、进程数等，因此，***信息中的具体参数可以根据实际情况进行设定，本申请实施例对此不做具体限定。
本申请实施例通过利用NMI终端处理函数和***软中断处理函数周期性采集***信息，上述两个函数不会受到操作***故障的影响，因此，可以准确的获取***信息。
在上述实施例的基础上，在通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数读取***信息之前，所述方法还包括：
在安全网关启动时，初始化收包开始变量、收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量，并注册所述NMI中断处理函数和***软中断处理函数。
在具体的实施过程中，可以将收包开始变量用packetrcv_begin表示，收包结束变量用packetrcv_end表示、CPU统计变量用cpu_stat和内存统计变量用mem_stat表示。其中，在安全网关启动时，上述四个变量的值均初始化为0，在***运行过程中，以及经过一次NMI中断触发之后，packetrcv_begin存储的数据为安全网关启动开始计算，到上一次NMI中断被触发期间硬件网卡的收发包数据；packetrcv_end中存储的数据为安全网关启动开始计算，到本次NMI中断被触发期间硬件网卡的收发包数据；cpu_stat中存储的数据是本次中断被触发时，CPU的使用率，mem_stat中存储的数据是本次中断被触发时，内存的使用率。
NMI中断处理函数和***软中断处理函数在被调用之前，都需要进行注册，当注册成功之后，才能够在后续运行中调用。并且，NMI中断处理函数用来获取硬件网卡的数据、CPU使用率和内存使用率，并将硬件网卡的数据赋值给packetrcv_end变量、将CPU使用率赋值给cpu_stat变量和将内存使用率赋值给mem_stat变量。***软中断处理函数用来根据上述的变量进行计算获得***信息，即，***软中断处理函数根据收包开始变量和收包结束变量获得网卡收发包数据；根据CPU统计变量获得CPU使用率，根据内存统计变量获得内存使用率。
应当说明的是，在根据收包开始变量和收包结束变量获得网卡收发包数据中，具体可以是将收包结束变量减去收包开始变量，获得的差值即为网卡收发包数据。
这样做的好处是，NMI中断处理函数不用长期占用CPU，而且在获取到数据之后，由***软中断处理函数来进行统计，获得最终数据。从而，能够减轻CPU的运行压力。
在上述实施例的基础上，在通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息之后，所述方法还包括：
将所述收包结束变量赋值给所述收包开始变量，并初始化收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量。
在具体的实施过程中，在完成一次NMI中断的***信息采集后，需要将收包结束变量赋值给收包开始变量，然后将收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量的值初始化为0，等待下一个NMI终端的周期到来。
下面对本申请实施例提供的一种***信息采集方法进行更加清楚、完整的描述。
图2为本申请实施例提供的一种***信息采集方法流程示意图，如图2所示，该方法包括：
步骤201：变量初始化以及函数注册；在安全网关启动时，初始化收包开始变量packetrcv_begin，收包结束变量packetrcv_end，CPU统计变量cpu_stat和内存统计变量mem_stat，将上述四个变量设置为0，并注册NMI中断处理函数do_nmi和***软中断处理函数nmi_stat；
步骤202：NMI中断被触发；当NMI中断被触发后，由于NMI是CPU提供的不可屏蔽中断，周期性触发，不受***错误的影响，所以即使操作***存在软件逻辑错误，也会调用NMI中断处理函数do_nmi；
步骤203：给变量赋值；通过调用的do_nmi将硬件网卡的数据读取出来，并将该数据赋值给变量packetrcv_end，将CPU使用率赋值给cpu_stat，将内存使用率赋值给mem_stat；
步骤204：统计变量；变量赋值完成后，触发***软中断处理函数nmi_stat，将packetrcv_begin变量和packetrcv_end变量的差值作为网卡收发包数据，并记录在***网卡收发包的统计中，将cpu_stat变量对应的值作为CPU使用率，记录在cpu使用率统计中，以及将mem_stat变量对应的值作为内存使用率，记录在内存使用率统计中，将packetrcv_end赋值给packetrcv_begin变量；
步骤205：初始化变量；将packetrcv_end，cpu_stat和mem_stat三个变量设置为0，并等待下次NMI中断被触发，执行步骤202。
本申请实施例通过利用NMI终端处理函数和***软中断处理函数周期性采集***信息，上述两个函数不会受到操作***故障的影响，因此，可以准确的获取***信息。
图3为本申请实施例提供的装置结构示意图，该装置可以是电子设备上的模块、程序段或代码。应理解，该装置与上述图1方法实施例对应，能够执行图1方法实施例涉及的各个步骤，该装置具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。该装置包括：计时模块301和信息统计模块302；其中：
计时模块301用于通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；
信息统计模块302用于当不可屏蔽中断NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
在上述实施例的基础上，所述装置还包括：
初始化模块，用于在安全网关启动时，初始化收包开始变量、收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量，并注册所述NMI中断处理函数和***软中断处理函数。
在上述实施例的基础上，信息统计模块302具体用于：
通过NMI中断处理函数将读取到的硬件网卡数据赋值给收包结束变量，将所述CPU使用率赋值给CPU统计变量，将所述内存使用率赋值给内存统计变量；
通过***软中断处理函数获取收包开始变量，根据所述收包开始变量和所述收包结束变量获得网卡收发包数据；根据所述CPU统计变量获得所述CPU使用率，根据所述内存统计变量获得所述内存使用率。
在上述实施例的基础上，信息统计模块302具体用于：
将所述收包开始变量和所述收包结束变量的差值作为所述网卡收发包数据。
在上述实施例的基础上，该装置还包括变量初始化模块，用于：
将所述收包结束变量赋值给所述收包开始变量，并初始化收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量。
综上所述，本申请实施例利用NMI终端处理函数和***软中断处理函数周期性采集***信息，上述两个函数不会受到操作***故障的影响，因此，可以准确的获取***信息。
图4为本申请实施例提供的电子设备实体结构示意图，如图4所示，所述电子设备，包括：处理器(processor)401、存储器(memory)402和总线403；其中，
所述处理器401和存储器402通过所述总线403完成相互间的通信；
所述处理器401用于调用所述存储器402中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；当NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
处理器401可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器401可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中公开的各种方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器402可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；当NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；当NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
另外，本申请实施例还提供一种CPU，该CPU包括上述各实施例提供的***信息采集装置。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种***信息采集方法，其特征在于，包括：
通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；
当NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数读取***信息之前，所述方法还包括：
在安全网关启动时，初始化收包开始变量、收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量，并注册所述NMI中断处理函数和***软中断处理函数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息，包括：
通过NMI中断处理函数将读取到的硬件网卡数据赋值给收包结束变量，将所述CPU使用率赋值给CPU统计变量，将所述内存使用率赋值给内存统计变量；
通过***软中断处理函数获取收包开始变量，根据所述收包开始变量和所述收包结束变量获得网卡收发包数据；根据所述CPU统计变量获得所述CPU使用率，根据所述内存统计变量获得所述内存使用率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述收包开始变量和所述收包结束变量获得网卡收发包数据，包括：
将所述收包开始变量和所述收包结束变量的差值作为所述网卡收发包数据。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息之后，所述方法还包括：
将所述收包结束变量赋值给所述收包开始变量，并初始化收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量。
6.一种***信息采集装置，其特征在于，包括：
计时模块，用于通过不可屏蔽中断NMI定时器开始计时；
信息统计模块，用于当不可屏蔽中断NMI根据预设周期被触发后，通过NMI中断处理函数和***软中断处理函数统计一个周期内的***信息；其中，所述***信息包括网卡收发包数据、CPU使用率和内存使用率。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
初始化模块，用于在安全网关启动时，初始化收包开始变量、收包结束变量、CPU统计变量和内存统计变量，并注册所述NMI中断处理函数和***软中断处理函数。
8.一种CPU，其特征在于，包括：如权利要求6所述的***信息采集装置。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，其中，
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被计算机运行时，使所述计算机执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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