软件可编程的FPGA网络测量引擎技术实现

晏子杰，王京梅，陈 卓，刘 宇

(电子科技大学 电子科学与工程学院,四川 成都 610054)

互联网技术的快速发展和网络流量的高速增长使得网络业务流的种类越来越丰富,网络规模和复杂性也越来越高[1]。其中，基于IP(Internet Protocol)的网络更是极大地影响了人们的生活[2-3]。网络流量作为网络运行状态的首要参考，监听、分析和研究网络流量的数据信息是网络运营和维护的重要环节[4]。通过对IP网络流量的有效测量，获得准确的网络性能特征参数，为网络运营商有效分配网络带宽及更加合理地利用网络资源提供了建设性意见。

传统网络流量测量方法主要有两种：基于硬件的测量方法和基于通用PC(Personal Computer)平台的测量方法[5]。针对基于硬件的测量方法通常采用Cisco公司提出的NetFlow技术，利用包交换芯片对IP数据流进行转发并同步进行简单的测量与统计[6]。由于该方案不要求对从每个接口接收到的每个数据包进行处理，因此需要设定合适的采样率。在这样的采样方式下，设备的设置的采样率很大程度上决定了流量测量的准确性[7-9]，因此无法对网络流做到精细化测量。基于通用PC平台的测量方法是利用计算机网卡实现网络数据帧的截取，然后进一步分析，例如Sniffer、Wireshark、NetPeeker等[10]。但是，在高速海量的网络流量下，网络业务种类越来越丰富，传统的软件实现流量监控方法必然会给处理器带来额外的资源开销[11]。此外，由于处理器速度和串行执行等原因的限制，也使其远远无法满足当今网络发展的需求。……