基于多核网络处理器的P2P高速流量识别系统的设计与实现

摘要

随着网络的飞速发展,P2P流量已成为网络流量中的主要组成部分。根据权威统计,P2P业务已经占据互联网业务总量的60％～80％,P2P业务流量的激增,造成互联网带宽的大量消耗,甚至引起网络堵塞。在电信高速骨干网络的核心设备上的通过流量已达10Gbps级别,因此,对P2P高速流量进行快速识别、处理和控制已成为迫切需要解决的问题。
　　 本文基于Octeon CN5650多核网络处理器及相应板卡,研究、设计实现了一个P2P高速流量识别系统MPHTI,MPHTI系统充分利用Octeon多核处理能力在SE层进行并行、高速网络信包处理,成功地对电信级P2P高速流量进行了识别和分流。本文详细阐述和总结了MPHTI系统研发中所做的研究工作和系统设计、系统实现过程。
　　 论文首先分析了电信骨干网络核心设备的高速流量处理需求与多核处理器的发展状况,分析了系统选择Octeon多核网络处理器作为系统核心处理器的可行性,并对Octeon多核处理器的体系架构和编程方法进行了详细讨论。接着,论文研究分析了常用的P2P流量识别技术,并进行了大量的捕包分析试验,结合多个开源软件总结研究出常见P2P下载协议中使用的特征码,以便应用于MPHTI系统中。
　　 论文而后对MPHTI系统进行了详细的需求分析,在此基础上完成了系统总体设计,将MPHTI系统细分为数据业务层、通信传输层以及管理控制层,并对每一层进行了模块划分和详细设计。系统在实现中使用了Octeon多核网络处理器SE层程序设计技术、软件控制网络数据处理加速硬件技术、流处理及HASH表设计、网卡驱动的零拷贝等关键技术,完成了MPHTI系统的编码。论文最后详细设计了系统测试方案,对最终完成的MPHTI系统进行了深入和全面的测试,并对测试结果进行了分析。