基于IXPl200的快速报文分类算法的设计与实现

通过对现有报文分类算法的分析和性能比较，并结合分类规则所具有的特性提出了一种新的基于IXP1200网络处理器的多维报文分类算法，称为PCBNP(packet classification based on network processor)，并达到了报文的线速转发．算法除了通过减少分类的规则数和分类的域宽来加快分类的速度外，还采用重定向排序索引、位向量表示匹配规则等技术来加快分类的速度，特别是利用了规则的动态分布规律来确定查找报文字段的顺序，通过先查找“分布最均匀的字段”来达到在所有的字段被查找之前提前找到报文匹配的过滤规则的目的．算法具有高速、多维和可扩展的特性，与现有的算法比较，该算法在综合性能上优于已有的报文分类算法．     

报文分类技术的研究及其应用

Internet网络应用的发展要求路由器支持诸如服务质量(QoS)、网络入侵检测、传输测量与记账、负载平衡、拥塞控制等多种不同的技术，虽然实现这些不同技术的细节变化可能很大，但一个公共的要求是路由器能够基于报文的头的某些字段对报文进行分类．从已有的研究表明，实现高速多维报文分类算法是非常困难的，它已成为路由器的新的瓶颈，因此吸引了许多研究人员的注意．系统论述了报文分类的相关技术，包括分类的模型、可能分类的字段，评价分类的基本标准等，通过对现有报文分类算法的比较和性能分析并结合分类规则所具有的特性，提出了设计报文分类算法所应遵循的原则和思路，同时还讨论了报文分类在网络技术领域中的应用和还需解决的一些相关问题．     

IP报文分类算法综述与评价

本文主要从各算法所依赖的主要数据结构及核心思想的角度将现有的一些有效算法进行分类说明,提出对算法进行分析评价的体系和方法,从理论上比较了各算法的性能优势、适用情况和存在问题,并介绍相关的TCAM技术在分类算法中的应用。最后,本文分析并总结了今后设计高效分类算法较为有效的研究思路。     

接入网MAC层QoS系统多维报文分类算法的研究与应用

以HFC网络核心设备双向CM(Cable Modem)为研究背景,首先对报文分类经典算法和最新算法研究进展进行总结和分析,然后依据HFC网络QoS系统需求提出了一种基于B树结构和无冲突Hash函数的BH报文分类算法,并给出了该算法的详细设计和实现过程.通过理论分析得出该算法具有时间复杂度较低和占用内存小的特点,适合于CM等嵌入式应用环境.     

基于OpenFlow的报文分类算法研究与实现

随着软件定义网络、OpenFlow等技术的兴起,传统的基于5元组的报文分类技术已不能满足OpenFlow基于多元组的细粒度流量控制需求。因此,以分析已有的报文分类算法为基础,采用分而治之的思想,针对OpenFlow报文分类的精确匹配需求,设计实现了一种基于Hash的计数型链表Bloom Filter算法--OF_CBF算法。针对OpenFlow报文分类的通配匹配需求,借鉴正则表达式匹配算法思想,设计实现了基于有限自动机的报文匹配算法--OF_FSMP算法。对两种算法进行分析验证,并初步对两种算法进行了性能分析。     

基于FPGA实现的报文分类智能网卡

一般的网络安全应用软件,只对网络中的某类报文进行处理,基于通用的网卡采集网络数据,会收到大量的无用报文,降低系统效率。本文基于FPGA和零拷贝技术,设计并实现了一种智能网卡,将报文分类过滤工作下移到网卡硬件中实现,智能网卡完成了网络数据包报文捕获、报文分析、规则匹配等工作,可以过滤掉无用报文,只把应用关心的报文提交给到主机系统。与普通网卡相比,智能网卡可以有效提升网络数据采集的效率。     

基于Bloom Filter的报文分类算法

针对传统报文分类算法在实际运行中存在的问题,提出一种基于Bloom Filter的报文分类算法。将该算法的思想应用于入侵防护系统硬件模型,建立相应的流信息预处理引擎,并介绍具体的实现方法。实验结果表明,该算法是有效实用的。     

基于分类规则信息熵的报文处理算法

针对分类规则的预处理问题,提出离群属性检测分类算法。在报文分类规则属性域上计算离群属性子集,利用规则属性加权矢量计算加权距离,分析规则加权邻域的子空间离群影响因子,通过与离群因子阈值比较生成频繁匹配子集对规则进行预处理。实验结果表明,该算法能缩小后续报文的匹配范围,提高报文转发的匹配精度与速度。     

报文分类算法研究

该文首先对报文分类问题进行了形式化描述,陈述了解决该问题的几种思路并对其进行了性能的边界分析;同时给出了设计高效报文分类算法需要关注的关键问题;对目前常见的报文分类算法作了介绍,分析了这些算法的时间、空间和更新复杂度;并结合常见的报文分类算法的应用指出了各算法的适用范围;最后介绍了其它领域的分类算法的应用,展望了报文分类算法的两个发展方向。     

基于FPGA的高性能网络报文分类算法研究

随着网络带宽和报文转发线速的快速增长,报文分类成为各种网络应用中的关键技术。早期的报文分类算法无法满足大规模规则集和高吞吐量的需求,因此提出一个启发式高效比特选择报文分类算法,采用局部最优策略动态选择比特来建立决策树,无需复制规则,能够节省存储资源。同时,基于该算法并结合硬件特性设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的多流水线架构分类器。实验结果表明,基于单片FPGA可以对64字节报文数据包实现超过400 Gb/s的吞吐量,并且支持128 000条五元组规则集。     

基于RFC算法的快速多维数据包分类算法

数据包分类技术应用于许多网络服务,其性能基本决定了服务的质量。RFC算法是具有代表性的数据包分类算法,分类速度快,但由于存储开销巨大,增加了算法实现的存储消耗,加大了成本。该文在RFC算法的基础上提出了一种利用Hash技术减少存储开销且保持相对快速的数据包分类算法。     

一种快速的五元一维包分类算法

包分类算法在网络安全产品中至关重要,该文介绍常见的包分类算法,针对现有包分类算法的不足,构造了一种基于Hash函数的可快速查找、快速定位五元一维包分类算法,并给出算法准确性、快速性的理论证明。     

基于IXP2400千兆防火墙包分类算法的设计与实现*

针对千兆网下包过滤防火墙,提出了HSBIPG(Hash Search Based on IP Group)包分类算法,并分析了算法的优缺点,基于该算法用IXP2400实现了线速千兆包过滤防火墙,通过实验证明了此算法是可行和高效的。     

一种基于子元组划分的快速两维包分类算法

包分类对于支持如防火墙、攻击检测、差分服务等网络应用有着重要的意义.研究人员对此做了大量研究.其中基于Srinivasan提出的元组空间思想的算法都存在着不能够通过预查找的方法直接定位匹配规则的元组的问题,因此此类算法的平均查找性能不稳定.针对两维包分类,提出了将元组划分为子元组的准则,满足准则的子元组可以根据3个独立的一维查找结果确定是否包含匹配规则,通过消除不必要的元组查找来提高查找速度和获得稳定的查找性能.     

基于空间分解和定位代码的快速多维数据包分类技术

随着因特网的高速发展，主干路由器必须对到达的多维数据包具有快速处理能力。通过对前缀过滤器特点的观察和对处理二维数据包分类的基于面积的四叉树AQT算法的研究，依据空间分解和定位代码设计了新的构建AQT树的过程和算法，并在不改变AQT算法的空间和时间复杂度的情况下，实现了三维、五维数据包的快速分类和过滤器表的快速更新。     

基于NDIS中间层的Windows平台下包分类系统的设计与实现

设计了一个Windows2000／XP平台下基于NDIS中间层来拦截网络数据包的包分类系统。为了对拦截的数据包快速分类、快速过滤，将Hash函数引入到包分类中，实验效果良好。     

支持快速增量更新的包分类算法

动态数据包分类是目前新兴网络服务的基础,但现有包分类算法的更新性能不能令人满意。基于递归空间分解和解释器方法,设计和实现了一个支持快速增量更新的两阶段多维包分类算法TICS,利用局部数据结构重建替换方法允许规则集增量更新,并通过适当的内存管理允许查找和更新的并行同步进行。实验表明,算法的更新速度比目前更新最快的BRPS算法至少提升了一个数量级,且内存消耗少,具有良好的并行扩放性。     

基于网络处理器的高速包分类机制设计

三元按内容寻址寄存器(TCAM)是内容寻址存储器(CAM)的一种变形,较CAM而言可以使查找更加灵活,对其工作（如包处理）效率的提高也起着极大的优化作用。文章从TCAM的原理及结构特点出发,阐述了其适用于提高NP性能的原因,通过一个设计实例说明了采用TCAM协处理器在网络处理器中加速包处理过程的方法和技术。