零拷贝报文捕获平台的研究与实现  

The Study and Implementation of Zero-Copy Packet Capture Platform

作　　者：王佰玲[1] 方滨兴[1] 云晓春[1] 

机构地区：[1]哈尔滨工业大学计算机网络与信息安全技术研究中心,哈尔滨150001

出　　处：《计算机学报》2005年第1期46-52,共7页Chinese Journal of Computers

基　　金：国家"八六三"高技术研究发展计划项目"计算机病毒防范技术"(2 0 0 1AA14 70 10B)资助 .

摘　　要：根据零拷贝思想 ,实现了一种高性能的报文捕获平台 (High PerformancePacketCapturePlatform ,HPPCP) .通过实现网络接口设备直接将数据报文以DMA方式存储到应用程序可以访问的地址空间 ,避免数据报文在内核态里传输时的内存操作 ,缩短了数据报文的行走路径 ;通过环策略管理数据报文缓冲区 ,实现了网卡和应用程序能够无冲突访问共享资源 .这两点有效地降低了网络通信的延迟 ,极大地节省了CPU的开销 .通过性能的分析比较表明 ,接收 6 4Byte与 15 0 0Byte的报文时吞吐量分别达到 90万pps (439Mbps)和 8.2万pps (938Mbps) ,与传统的报文传输机制相比 ,报文捕获能力有了较为显著的提高 .Based on the Zero Copy network I/O, a high performance packet capture platform (HPPCP) is proposed in this paper. By realizing DMA the packet from network card to the memory that the user program can access directly, HPPCP avoids the memory access in kernel state and shortens the path to transmit a packet; by managing the data buffer using the ring theory, HPPCP can work without collision to access the shared resource. The latency in communication is efficiently reduced for these two improvements. Experimental results indicate that the throughputs of HPPCP for 64Byte and 1500Byte messages are 900,000pps (about 439Mbps) and 82000pps (about 939Mbps) respectively, and HPPCP surpasses the traditional ones’ in performance.

关 键 词：零拷贝 高速网络接口 内存映射 地址翻译 无冲突访问 

分 类 号：TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术]