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基于IP网络的通用数据采集系统的设计与实现

张楠  
【摘要】:互联网网络承载着网络流量,无论是移动端、个人电脑还是网络服务器,都需要互联网络互联互通、传输流量,网络流量的监测也就成为互联网技术的重要组成部分。网络流量监测的目的是获取与网络运行有关的流量数据,这些数据对网络规划、管理、维护、计费以及用户行为分析等都有着重要的意义,同时,流量也是衡量网络应用价值的重要指标。要监测和分析网络流量,就需要对流量进行采集,受益于全网IP化趋势,网络流量的采集即IP数据包的收集。数据包的采集方式多种多样,常用的就是基于主机网卡的软件采集方法,目前传统报文采集和解析软件需要维护的代码分散,部署环境改变时要解析的数据包封装协议栈不同,需要大量的修改和适配工作。所以提出一套通用数据采集程序框架,有助于在不同网络环境灵活部署。 本文首先简单介绍了基于Linux主机网卡的软件采集机制以及常见的软件实现方法,继而提出通用的报文解析框架,从需求入手详述此框架的设计特点。通过分析此框架性能特点,应用和对比现有的技术方案,在以下两方面进行了性能分析和优化:一是高性能数据包采集方法;二是多核心CPU充分利用。通过对以上两点的调研和实验,完成和完善灵活、通用、高性能的数据采集系统。然后,用仪器和设备测试系统的整体吞吐性能,验证其性能提升的效果。最后本文对此系统的研究成果进行了总结和展望。


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