[發明專利]基于并行處理的TCP協議及其數據還原裝置及方法

有效

• 申請號: 200910071486.7
• 申請日: 2009-03-04
• 公開（公告）號: CN101488960A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 王巍;楊武;苘大鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04L12/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于并行處理的TCP協議數據還原裝置，其特征是：包括網絡報 文捕獲裝置、TCP協議分析與重組裝置、重組數據存取裝置和應用層數據通知 裝置；其特征包括：

網絡報文捕獲裝置：用于捕獲網絡物理鏈路上傳輸的網絡數據包，將捕獲 到的數據包存儲到約定的特定存儲區域中；

TCP協議分析與重組裝置：對網絡報文捕獲裝置得到的網絡數據包，按照 TCP協議約定的規則進行解析，按照正確的次序進行組織，并保存到特定的存 儲區域中；

重組數據存取裝置：對TCP協議分析與重組裝置得到的正確TCP數據報 文進行重新組織，達到數據存取的高效性；具體包括：

(1)多線程組織策略

在應用程序啟動之后，立即創建N₁個線程，放入空閑隊列中，這些線程都 是處于阻塞狀態，不消耗CPU資源，但占用較小的內存空間；當任務到來后， 緩沖池選擇一個空閑線程，把任務傳入此線程中運行；當N₁個線程都在處理任 務后，緩沖池自動創建一定數量的新線程，用于處理更多的任務；在任務執行 完畢后線程也不退出，而是繼續保持在緩沖池中等待下一次的任務；當系統比 較空閑時，大部分線程都一直處于暫停狀態，緩沖池自動銷毀一部分線程，回 收系統資源；

(2)線程同步方案

使用兩組互斥量來完成主數據報分配線程和數據報處理線程的同步；在主 數據報分配線程中首先鎖定相應的參數互斥量，如果此時該數據報處理線程正 在處理數據報則主數據報分配線程會等待解鎖，當處理線程處理完成后會解鎖 該互斥量使主數據報分配線程繼續執行，當鎖定了參數互斥量后就對參數進行 賦值這時再解鎖處理線程，處理線程便會進行數據的處理；

應用層數據通知裝置：當重組數據存取裝置組織數據完畢，即當前數據可 用，采用適當的形式通知應用層提取數據，進行后續處理。

2.根據權利要求1所述的基于并行處理的TCP協議數據還原裝置，其特 征是：所述的TCP協議分析與重組裝置進一步包括：網絡報文分配單元和網絡 報文處理單元；網絡報文分配單元用于將捕獲的原始網絡數據包按照特定的策 略指定給某一網絡報文處理單元；網絡報文處理單元對網絡報文分配單元發送 過來的原始網絡數據包，執行TCP協議特征分析，并根據特征將其放置到重組 數據存取裝置中。

3.一種基于并行處理的TCP協議數據還原裝置的處理方法，包括如下步 驟：

網絡報文捕獲步驟，完全捕獲在受管理網絡中傳輸的網絡報文；

TCP協議分析步驟，從捕獲的原始報文中提取與TCP協議相關的描述特征， 分析其中的TCP報文；

TCP數據重組步驟，對TCP協議分析步驟得到的TCP報文按照其規范進 行重新拼裝，并保存到特定的內存結構中；具體包括：

(1)多線程組織策略

在應用程序啟動之后，立即創建N₁個線程，放入空閑隊列中，這些線程都 是處于阻塞狀態，不消耗CPU資源，但占用較小的內存空間；當任務到來后， 緩沖池選擇一個空閑線程，把任務傳入此線程中運行；當N₁個線程都在處理任 務后，緩沖池自動創建一定數量的新線程，用于處理更多的任務；在任務執行 完畢后線程也不退出，而是繼續保持在緩沖池中等待下一次的任務；當系統比 較空閑時，大部分線程都一直處于暫停狀態，緩沖池自動銷毀一部分線程，回 收系統資源；

(2)線程同步方案

使用兩組互斥量來完成主數據報分配線程和數據報處理線程的同步；在主 數據報分配線程中首先鎖定相應的參數互斥量，如果此時該數據報處理線程正 在處理數據報則主數據報分配線程會等待解鎖，當處理線程處理完成后會解鎖 該互斥量使主數據報分配線程繼續執行，當鎖定了參數互斥量后就對參數進行 賦值這時再解鎖處理線程，處理線程便會進行數據的處理；

應用層通知步驟，通知應用層分析程序當前TCP協議數據的重組狀態，以 便應用層程序根據不同的狀態采取相應的措施。