[發(fā)明專利]一種基于DPDK的數(shù)據(jù)包分發(fā)和特征提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010399499.3
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111641531B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張震;劉發(fā)強(qiáng);孫旭東;倪善金;褚洪巖;張之含;劉瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 國家計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理中心;杭州東信北郵信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/06;H04L12/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于DPDK的數(shù)據(jù)包分發(fā)和特征提取方法，其特征在于，包括有：

步驟一、設(shè)置多臺Worker服務(wù)器和1臺采集Proxy服務(wù)器，并對每臺服務(wù)器預(yù)先進(jìn)行DPDK環(huán)境部署；

步驟二、采集Proxy服務(wù)器從綁定網(wǎng)卡中讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包并存入緩沖區(qū)中，同時(shí)，按照每個(gè)數(shù)據(jù)包的五元組信息，將緩存區(qū)中五元組信息相對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)包分發(fā)給其中1臺對應(yīng)的Worker服務(wù)器；

步驟三、每臺Worker服務(wù)器從收到的數(shù)據(jù)包中提取數(shù)據(jù)特征信息，

步驟二中，將緩存區(qū)中五元組信息相對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)包分發(fā)給其中1臺對應(yīng)的Worker服務(wù)器，進(jìn)一步包括有：

步驟21、采集Proxy服務(wù)器每隔一定時(shí)間間隔，基于線性回歸模型來構(gòu)建當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)包分發(fā)模型：S＝a·c+b·m+d，其中，S為Worker服務(wù)器在當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)包處理速度，c為Worker服務(wù)器在當(dāng)前時(shí)刻的剩余CPU邏輯核數(shù)，m為Worker服務(wù)器在當(dāng)前時(shí)刻的剩余內(nèi)存數(shù)，a、b分別是c、m對應(yīng)自變量的系數(shù)，d為常數(shù)項(xiàng)，然后提取比當(dāng)前時(shí)刻早一個(gè)時(shí)間周期的數(shù)據(jù)對當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)包分發(fā)模型進(jìn)行擬合，計(jì)算當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)包分發(fā)模型中的a、b和d的值；

步驟22、采集Proxy服務(wù)器根據(jù)當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)包分發(fā)模型、每臺Worker服務(wù)器在當(dāng)前時(shí)刻發(fā)送來的剩余CPU邏輯核數(shù)和剩余內(nèi)存數(shù)，預(yù)測每臺Worker服務(wù)器在當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)包處理速度；

步驟23、采集Proxy服務(wù)器根據(jù)所預(yù)測的每臺Worker服務(wù)器在當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)包處理速度和緩存區(qū)中待分發(fā)的數(shù)據(jù)包數(shù)量，計(jì)算每臺Worker服務(wù)器處理待分發(fā)的數(shù)據(jù)包所需的時(shí)間T，并將T發(fā)送給對應(yīng)的Worker服務(wù)器；

步驟24、每臺Worker服務(wù)器在收到采集Proxy服務(wù)器發(fā)送來的T后，預(yù)估處理完自身現(xiàn)有的數(shù)據(jù)包所需的剩余時(shí)間U，并將U返回給采集Proxy服務(wù)器，若Worker服務(wù)器當(dāng)前處于空閑狀態(tài)，則向采集Proxy服務(wù)器返回的U為0；

步驟25、采集Proxy服務(wù)器計(jì)算每臺Worker服務(wù)器完成待分發(fā)的數(shù)據(jù)包所需的時(shí)間Z：Z＝T+U，然后將待分發(fā)的數(shù)據(jù)包發(fā)給Z最小的Worker服務(wù)器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，DPDK環(huán)境部署包括設(shè)置運(yùn)行環(huán)境與系統(tǒng)變量、加載驅(qū)動(dòng)模塊、綁定網(wǎng)卡、設(shè)置大頁內(nèi)存，步驟一包括有：

步驟11、設(shè)置運(yùn)行環(huán)境和系統(tǒng)變量，安裝編譯DPDK開源框架，配置DPDK環(huán)境變量RTE_SDK和RTE_TARGET；

步驟12、加載驅(qū)動(dòng)程序，先加載uio：modprobe uio，再加載insmod igb_uio；

步驟13、綁定網(wǎng)卡，通過DPDK自帶的工具dpdk-devbind.py進(jìn)行網(wǎng)卡綁定；

步驟14、設(shè)置大頁內(nèi)存，在系統(tǒng)文件etc/grub2.cfg添加hugepagesz大小。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟二中的數(shù)據(jù)包的五元組信息包括有：源端口、源地址、目的端口、目的地址、協(xié)議，五元組信息相對應(yīng)的數(shù)據(jù)包是指五元組信息一致、或者五元組中的源與目的地址及端口對調(diào)后信息一致的數(shù)據(jù)包。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)采集Proxy服務(wù)器啟動(dòng)對數(shù)據(jù)包的分發(fā)，其運(yùn)行時(shí)間小于一個(gè)時(shí)間周期時(shí)，采集Proxy服務(wù)器采取隨機(jī)的方式，將待分發(fā)的數(shù)據(jù)包分發(fā)給空閑的Worker服務(wù)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括有：

每臺Worker服務(wù)器每隔一定時(shí)間間隔，向采集Proxy服務(wù)器發(fā)送其在當(dāng)前時(shí)刻的剩余CPU邏輯核數(shù)、剩余內(nèi)存數(shù)、以及在上一時(shí)間間隔內(nèi)已處理的數(shù)據(jù)包數(shù)量。