[發(fā)明專利]基于Hash折疊方法的Ipv6深度包檢測方法

有效

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• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103414603A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙有健;楊繼磊;全成斌
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/06
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于Hash折疊方法的Ipv6深度包檢測方法。

背景技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展給人們的生活帶來了極大的便利。同時，諸多安全問題也在威脅著互聯(lián)網(wǎng)用戶。針對于此，大型的ISP服務(wù)商都會在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)入口位置布置諸如防火墻一類的設(shè)備，用來對有害信息進(jìn)行相應(yīng)的過濾。這種“過濾”機(jī)制需要對相應(yīng)的流量進(jìn)行相應(yīng)的分析、聚類，然后采取相應(yīng)的動作，這就需要深度包檢測技術(shù)來幫助完成。

深度包檢測技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，主要可以分為兩類，軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)。一般情況下，軟件實(shí)現(xiàn)的算法復(fù)雜性較高，針對大型的流量，不能夠滿足線速查找匹配的要求。為了解決這種問題，提出來硬件實(shí)現(xiàn)的方法。硬件實(shí)現(xiàn)的深度包檢測技術(shù)借助于硬件設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，能夠快速地對流量進(jìn)行查找匹配，從而滿足了線速的要求。

基于硬件的深度包檢測技術(shù)，通常采用FPGA、TCAM、SRAM和網(wǎng)絡(luò)處理器等硬件技術(shù)來加速檢測速率，從而實(shí)現(xiàn)線速查找。在上述的硬件資源中，如TCAM是比較昂貴，且容量是有限的。相較于Ipv4的32位地址而言，Ipv6擁有長度為128位的地址，這樣一來，就會使得每個匹配條目的位寬變得比較大。由于TCAM的每個表項(xiàng)（entry）的長度是一定的，在匹配條目位寬變大的情況下，存儲單個匹配條目的表項(xiàng)將會增多，這樣就會造成TCAM能夠存儲的匹配條目較少，從而帶來匹配精度下降等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于Hash折疊方法的Ipv6深度包檢測方法，在IP數(shù)據(jù)包中的URL信息提取之后降低URL關(guān)鍵字的位寬長度，進(jìn)而減少對硬件系統(tǒng)中TCAM資源的消耗。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于Hash折疊方法的Ipv6深度包檢測方法，將數(shù)據(jù)包送入查找引擎，提取數(shù)據(jù)包中的URL形成關(guān)鍵字Key，然后再將獲得的關(guān)鍵字Key發(fā)送給TCAM進(jìn)行查找并獲取結(jié)果，其中所述關(guān)鍵字Key的提取方法如下：

1）設(shè)定位寬長度為N的Req_url_Key[N]每一位都為0；

2）從包頭開始順序接收IP數(shù)據(jù)包，并根據(jù)http協(xié)議格式獲取Request_URL的位置信息；

3）根據(jù)已經(jīng)獲得的Request_URL位置信息，提取IP數(shù)據(jù)包中的URL字符串，存放在temp[N]中；

4）每提取N位字符串，將提取到的N位字符串與Req_url_Key[N]進(jìn)行異或運(yùn)算，并將結(jié)果存放在Req_url_Key[N]中；

5）如果到達(dá)結(jié)尾，提取的字符串長度小于N，則用0將其補(bǔ)齊為N位；

6）如果存在Host域，則設(shè)定位寬長度為N的host_url_Key[N]每一位都為0；

7）獲取主機(jī)名位置信息，每提取N位與host_url_Key[N]進(jìn)行異或運(yùn)算，并將結(jié)果存放于host_url_Key[N]；

8）提取結(jié)束時，如果提取的字符串的長度小于N，則用0將其補(bǔ)齊為N位，然后與host_url_Key[N]進(jìn)行異或操作，結(jié)果存放于host_url_Key[N]；

9）計(jì)算循環(huán)右移的位數(shù)m=N-（host_length%N）；

10）將Req_url_Key[N]循環(huán)右移m位后與host_url_Key[N]進(jìn)行按位異或運(yùn)算，得到URL關(guān)鍵字Key；

其中：

Req_url_Key[N]表示用于存儲http協(xié)議中的request-line行中請求方法URL信息折疊之后的信息；

Request_URL表示會給出URL信息在IP數(shù)據(jù)包中的起始位置以及長度的信息，在http協(xié)議報(bào)文的頭部會給出Request_URL信息；

host_url_Key[N]表示用于存儲http協(xié)議中Host主機(jī)信息折疊之后的信息；

N表示URL折疊的維度，即按照每N位進(jìn)行折疊；

host_length表示標(biāo)示http協(xié)議中攜帶的有關(guān)host主機(jī)信息的字符串的長度。

所述提取方法在硬件系統(tǒng)中使用FPGA實(shí)現(xiàn)。

所述TCAM連續(xù)接收關(guān)鍵字Key，在關(guān)鍵字Key完全輸入之后的固定延時時間，TCAM輸出命中標(biāo)識和地址指針，然后使用地址指針從SRAM中讀取查找結(jié)果，將結(jié)果和緩存的數(shù)據(jù)包合并后輸出。

所述TCAM接收的相鄰兩個關(guān)鍵字Key的輸入中間沒有空的時鐘周期。