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IP网络流监控NetStream平台设计与实现

刘嵬  
【摘要】: 在复杂的网络环境中,对网络流量进行实时监控和管理是网络正常运行必不可少的环节。国内外诸多大型网络设备制造商一直在寻求网络监控管理的最佳解决方案。其中Cisco1996年推出了NetFlow网络监控产品,目的是为运营商及企业用户提供一种高效的流监控,目前使用在大多数Cisco的平台上。在国内,针对Internet的高速发展,为用户提供了更高的带宽和可预测的QoS,能够实现近于实时的网络监控功能和全网范围内的流量模式,并提供预先故障检测、高效故障排除和快速问题解决功能,提供安全监控等应用和分析。 本文的主要目的是基于国内的网络现状,结合自己所参与通信公司的网络流监控系统项目(NetStream系统)的开发,分析研究了网络流监控系统的设计框架及关键技术。并实现了在数据报文的抽样,数据的统计与流表的管理三个模块。 该监控系统基于Power PC硬件平台和VxWorks操作系统,采用C语言进行开发。本文的重点放在该监控系统的软件设计上,结合实际项目实现了数据报文的抽样与建流,以及数据的统计等三个功能模块,并给出了相关的接口及算法实现来说明其实现方法。对QoS,RFC终端统计等功能模块在学习与研究的基础上对这些功能模块的作用以及实现进行了相应的描述。 本文针对报文镜像对转发带来的效率问题提出了随机抽样算法。报文统计以网络处理器对数据流的抽样为基础,在此基础上利用网络处理器所提供的随机数寄存器,设计并实现了随机抽样算法,在不影响数据正常转发的前提下,更有效的减轻了网络处理器对报文镜像所带来的负担。从实验结果来分析,该算法是有效的。 本文的工作已经应用于H3C公司的SR88高端路由器,具有重要的实际应用价值和理论意义。


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