检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：汤琦中国科学院大学

学位级别：硕士

传输控制协议(tcp，Transport Control Protocol)是最重要的传输层协议之一，它提供端到端可靠的字节传输服务，被广泛的应用于互联网的各类服务中。然而，近年来，随着网络带宽和用户数量的不断增加，互联网访问量爆炸性增长。基于tcp... 详细信息

传输控制协议(tcp，Transport Control Protocol)是最重要的传输层协议之一，它提供端到端可靠的字节传输服务，被广泛的应用于互联网的各类服务中。然而，近年来，随着网络带宽和用户数量的不断增加，互联网访问量爆炸性增长。基于tcp的各类服务在面对大规模的并发用户访问时，服务器tcp协议栈的性能面临严峻的考验。\n 本文深入分析了操作系统内核tcp协议栈存在的性能瓶颈。包括内核tcp协议栈由于频繁的系统调用、网卡中断引入的大量上下文切换的开销;内核协议栈没有充分利用多核的并行性，多核扩展性较差;内核tcp协议栈的实现存在多次内存拷贝，影响协议栈的性能。\n 针对内核tcp协议栈存在的上述问题，本文设计并实现了高性能用户态tcp协议栈Janus。首先，本文在用户态实现tcp协议栈来避免系统调用的开销，并利用Intel DPDK轮询的方式与网卡通信，避免网卡中断带来的上下文切换开销。其次，为了提高协议栈的多核扩展性，本文采用线程的核绑定方式避免线程在不同CPU上调度，同时利用Run to Completion(RTC)并发架构设计了全程无锁的无共享模型，协议栈每个工作线程享有独立的数据，执行同样的任务，线程之间不需要通信。最后，本文设计了一种具有最少拷贝次数的缓存，将内存拷贝次数减少到一次，进一步提高了协议栈的性能。\n 本文最后对所实现的高性能用户态tcp协议栈Janus进行了性能测试。实验结果表明，Janus协议栈吞吐量比Linux协议栈高411％～857％，最大并发连接数与每秒新建连接数分别是Linux协议栈的40倍和65倍，并且Janus协议栈具有较高的多核扩展性。

关键词： tcp协议栈用户态多核扩展性性能测试

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面向tcp连接的网络实时监控系统及其连接阻断技术

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计算机工程 2004年第6期30卷 48-49,119页

作者：焦绪录胡铭曾云晓春哈尔滨工业大学国家计算机信息内容安全重点实验室哈尔滨150001

介绍了一种面向tcp连接的网络实时监控系统RMCNS(a real-time monitoring and controlling network system to orient tcp connection)。该系统的架构搭建在网络入侵监测系统函数库(Libnids)编程平台上，采用网络侦听方式监控攻击、实... 详细信息

介绍了一种面向tcp连接的网络实时监控系统RMCNS(a real-time monitoring and controlling network system to orient tcp connection)。该系统的架构搭建在网络入侵监测系统函数库(Libnids)编程平台上，采用网络侦听方式监控攻击、实时高效的tcp协议还原、基于内容的攻击判定和面向tcp连接的实时阻断是RMCNS的主要特点，该文重点讨论了针对基于tcp连接的攻击实时响应的阻断技术,分别介绍了在标准tcp协议栈和非标准tcp协议栈网络环境下，RMCNS采用的阻断技术，为网络监控提出了新的方法。

关键词：网络攻击侦听实时阻断 tcp协议栈

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面向网络功能虚拟化的高性能代理研究

面向网络功能虚拟化的高性能代理研究

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作者：郑超中国科学院大学

学位级别：博士

互联网的蓬勃发展催生了规模越来越大、功能越来越复杂的网络应用。为满足网络应用对系统性能、可用性、可扩展性、可管理性等指标的需求，经常将代理服务器部署在终端用户和网络服务之间。靠近用户时，作为正向代理，代理服务器担负着... 详细信息

互联网的蓬勃发展催生了规模越来越大、功能越来越复杂的网络应用。为满足网络应用对系统性能、可用性、可扩展性、可管理性等指标的需求，经常将代理服务器部署在终端用户和网络服务之间。靠近用户时，作为正向代理，代理服务器担负着访问控制、数据缓存等职责。靠近服务时，作为反向代理，代理服务器发挥着负载均衡、应用加速、安全防护等功能。代理服务器面临两个方面的挑战。一方面，借助网络功能虚拟化技术，代理服务器运行在虚拟化后的通用设备上，在降低业务成本、提高部署灵活性的同时，其性能问题日益突出。另一方面，随着网络功能的日趋复杂，网站普遍采用动态URL、碎片化等复杂传输方式，使代理服务器的内容审计功能受到限制。因此，面向网络功能虚拟化和复杂网络传输环境，通过研究x86架构下虚拟化、高并发、可标识的安全代理构建技术，满足高性能、低成本、可审计的代理转发需求。主要展开以下三个工作:\n 第一，针对目前网络功能虚拟化平台上，代理服务器等网络中间件在网络转发性能不足的问题，提出了高性能的网络I/O虚拟化架构，并实现Multiple Virtual Middlebox Platform平台（简称MVMP平台）。该架构采用了虚拟设备抽象层、共享内存保护框架，在“大二层”部署灵活性、服务链编排和容错性三个方面，提升代理服务器的网络I/O能力。结合日益完善的Docker容器技术和DPDK技术，满足了虚拟化场景中代理服务器的性能需求。在服务链性能测试中，MVMP平台的性能是单根虚拟化(SR-IOV)的7倍，是目前最先进的中间件虚拟化平台之一——OpenNetVM的3倍。\n 第二，针对操作系统协议栈tcp并发能力不足，导致代理服务器无法同时处理大量并发请求的问题，提出了高并发的用户态tcp协议栈架构，并实现了一个用户态协议栈。该用户态协议栈采用了无共享架构，将应用程序以协程的方式运行在tcp处理线程中，获得了更好的数据局部性，为每个tcp连接节省了大量内存，编程接口友好。协议栈内部，为了高效的调度tcp连接，提出了一个一致性分流算法，在保证数据流完整性的前提下，能够动态调整各处理线程的负载。实验分析显示，该协议栈可以维护4000万并发tcp连接，同时每秒处理186万请求，该性能是mtcp的1.8倍，Linux3.10的3.9倍。\n 第三，针对复杂应用使用动态地址引用资源，致使代理的内容审计功能失效的问题，提出了流式模糊哈希算法，用于传输对象标识。该算法可以流式的计算代理服务器上无初始长度、乱序和缺损的传输内容，生成合适长度的摘要。本文在模糊哈希算法的基础上，首次将Tillich-Zémor哈希算法应用到实践中，单个乱序片段仅用6字节，极大的减少了内存开销。通过分片尺寸动态调谐，算法在数据上的一次遍历就可以生成期望长度的摘要，把模糊哈希算法的时间复杂度从O(n log n)降为O(n)。在同类算法对比中，流式模糊哈希算法在具备处理乱序数据和缺损文件能力的同时，其准确率和召回率仍维持在较高水平。\n 本文提出的方法在包括高速报文转发、tcp并发优化、相似性文件识别等多个任务中都取得了业界领先的结果。

关键词：网络功能虚拟化代理服务器报文收发 tcp协议栈模糊哈希

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高性能网络服务器框架的研究与实现

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计算机工程 2013年第12期39卷 70-74,78页

作者：郭庆涛孙强强李永攀于晓军郑滔深圳供电局有限公司广东深圳518001 腾讯研究院广东深圳518001 南京大学软件学院南京210093

为构建面向海量数据和连接的互联网应用服务器，提出一种轻量级的高性能服务器开发框架LHP—Svrframe。除服务器开发框架的常用模块（如网络通信管理、自定义协议开发以及进程处理模型等）外，LHP—Svrframe特别提供针对tcp／IP通信协... 详细信息

为构建面向海量数据和连接的互联网应用服务器，提出一种轻量级的高性能服务器开发框架LHP—Svrframe。除服务器开发框架的常用模块（如网络通信管理、自定义协议开发以及进程处理模型等）外，LHP—Svrframe特别提供针对tcp／IP通信协议和进程模型额外的优化设计，如对NIC网卡中断的负载均衡、拥塞窗口的动态调整、ACK延时机制的改进等。与Apache、Lighttpd、ACE等网络服务器或开发框架的对比结果表明，使用LHP-Svrframe开发的应用服务器在最大连接数和吞吐量上性能可提升4-8倍。

关键词：海量连接海量数据高性能服务器框架 tcp协议栈拥塞窗口 Nagle算法

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基于SOPC技术的USB及以太网接口设计

基于SOPC技术的USB及以太网接口设计

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作者：赵宇亮哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着嵌入式技术的不断进步,人们已经不满足于只使用DSP和ARM进行嵌入式编程。Altera公司推出的Nios软核逐渐成为人们常用的工具之一。Nios软核的发展符合了工业技术的发展潮流,即硬件设计软件化。Nios软核正是SOPC技术的代表之一。作为... 详细信息

随着嵌入式技术的不断进步,人们已经不满足于只使用DSP和ARM进行嵌入式编程。Altera公司推出的Nios软核逐渐成为人们常用的工具之一。Nios软核的发展符合了工业技术的发展潮流,即硬件设计软件化。Nios软核正是SOPC技术的代表之一。作为数据传输的主要方式,USB和以太网的传输越来越多的被大家所应用。本文的主要设计内容:基于SOPC技术的嵌入式USB接口和以太网接口的设计。 USB工作内容主要在于USB的总体接口模块的设计,其中包括ISP1362控制器的编程以及整个顶层电路搭配;嵌入式的USB固件程序的开发;以及USB测试程序的开发。网络接口在分析嵌入式实时操作系统uC/OS-II的内核原理基础上,成功在SOPC系统中实现其任务管理、任务调度、时间管理、中断处理、内存管理和通信机制等功能,并对tcp/IP网络协议进行研究,针对嵌入式系统的特点,tcp/IP协议进行合理的简化,在uC/OS-II中实现了嵌入式tcp/IP协议栈LwIP,成功实现了IP、ARP、ICMP和tcp通信协议。最后经由嵌入式的套接字程序进行收发数据。 USB和以太网的数据传输已经深入到社会的各行各业,本文的内容可以作为一个比较新颖的嵌入式系统解决数据传输的途径和方法。

关键词：片上可编程系统(SOPC) Nios软核处理器 USB固件程序 uC/OS-Ⅱ操作系统 tcp协议栈轻量级IP(LwIP)

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基于43Mhz频段无线模块和wifi技术的无线点菜系统

基于43Mhz频段无线模块和wifi技术的无线点菜系统

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作者：高青云北京邮电大学

学位级别：硕士

在现今电子网络时代，随着手持点菜宝和电子菜谱的兴起，餐饮行业的电算化和自动化程度也越来越高。为了提高就餐高峰期的点菜速度，加快客户结账速度和减少服务员工资成本等一系列因素，越来越多的餐饮企业选择依靠精准的电子信息工具... 详细信息

在现今电子网络时代，随着手持点菜宝和电子菜谱的兴起，餐饮行业的电算化和自动化程度也越来越高。为了提高就餐高峰期的点菜速度，加快客户结账速度和减少服务员工资成本等一系列因素，越来越多的餐饮企业选择依靠精准的电子信息工具——无线点菜系统，来完成从点菜到最后客户买单结账的全部流程，不断提高市场应变能力。\n Wi-Fi也叫无线宽带，是一种通过无线方式将个人电脑、手持设备等终端互相连接的技术，为用户提供无线的宽带互联网访问。Wi-Fi的优点是普遍存在、硬件嵌入技术成熟，随着平板终端的盛行，它也得到了更加广泛的应用，但它的缺点是传输距离短、穿墙受损严重等，不能完全满足无线点菜系统的需求。433Mhz频段在我国属于ISM频段，是免申请段发射接收频率，基于此频段开发的无线模块具有传输距离远、穿透力强、抗衰减能力好等优点。本项目将wifi技术和433MHz频段的优点结合，引入基于433Mhz频段的无线网络作为无线手持点菜终端的中继系统延长传输距离。\n 利用本项目中所用到的无线模型可以很方便地组建点对点、一点对多点等多种典型网络，且具有广播、利用中继延长距离等众多优点，尤为重要的是，此网络中内置tcp协议栈，可进行可靠完整数据传输。此无线模型在物流仓储、粮仓温度采集、电子抄表等多个领域都有广阔的应用。

关键词： 433MHz频段 wifi技术无线网络点菜系统 tcp协议栈

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tcp拥塞控制算法的优化问题研究

TCP拥塞控制算法的优化问题研究

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作者：张羽翔暨南大学

学位级别：硕士

当前,许多服务提供商已开始将其Web服务(如云存储等)部署在云数据中心内。由于大多数Web服务的网络传输是基于tcp协议的,拥塞控制算法的性能成为提升服务质量的关键。考虑到网络环境是多样的且愈发复杂的,工业界和学术界都不断提出新的... 详细信息

当前,许多服务提供商已开始将其Web服务(如云存储等)部署在云数据中心内。由于大多数Web服务的网络传输是基于tcp协议的,拥塞控制算法的性能成为提升服务质量的关键。考虑到网络环境是多样的且愈发复杂的,工业界和学术界都不断提出新的拥塞控制算法以适应新的需求,如最新提出BBR拥塞控制算法是针对广域网(Wide Area Network,WAN)的高性能的拥塞控制算法。但在实际部署拥塞控制算法时,网络管理员和服务提供商会面临很多问题。首先,由于操作系统限制,一些算法的部署很困难或不可能。例如将BBR部署在Windows服务器暂时是不可能的,而若要将BBR部署到Linux服务器上,则需将内核升级至4.9及以上版本,但升级系统很可能对正运行的Web服务产生影响。其次,在实际部署中,每台服务器中只能选择一个tcp拥塞控制(如Cubic是Linux系统的默认拥塞控制,Ctcp是Windows中唯一拥塞控制),但却需要为来自不同网络环境的用户提供服务。考虑到网络环境的复杂性,单一(默认)的拥塞控制算法不可能在所有环境中都是最合适的拥塞控制算法。如何在数据中心环境下透明部署拥塞控制算法及根据用户所处的网络环境动态选择最合适的拥塞控制算法以提升服务质量,是网络管理员和服务提供商亟待解决的问题。针对上述的拥塞控制部署及动态调度问题,本文进行了讨论、方案设计及实验评估。主要工作和创新之处如下:1.透明部署BBR拥塞控制算法平台TCon。它可以让网络管理员在不修改租户服务器配置的前提下,透明地部署BBR拥塞控制算法。通过大量实验表明在TCon上部署BBR可以获得与Linux内的BBR相近的性能,并能获得比Cubic少12.76%的网络延迟。2.自适应拥塞控制调度平台Mystique。它可以让网络管理员同时部署多个拥塞控制算法并动态选择不同网络环境下最适合的拥塞控制算法。我们在OVS的基础上实现了Mystique,并通过大量实验验证了Mystique能在多个实际网络环节中,获得优于Cubic、Reno、BBR、Hybla及Illinois的性能。3.增强tcp协议间友好性的拥塞控制算法Modest BBR。我们在实际部署BBR时发现BBR会带来大量的重传包,因此提出Modest BBR,一个基于Linux BBR的简单而有效的拥塞控制算法,用于减小BBR的激进程度和减少其带来的重传包数目。通过大量实验证明Modest BBR能够获得与BBR相近的性能并能提升与Cubic共存时的性能总和7.1%。

关键词： tcp协议栈拥塞控制 BBR 网络利用率公平性

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高性能服务器计算框架的研究与设计

高性能服务器计算框架的研究与设计

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作者：郭庆涛南京大学

学位级别：硕士

随着互联网的高速发展，在互联网上购物、娱乐、休闲、与人交流、搜索信息已经成为人们日常生活的重要组成部分;企业也开始把他们与顾客和业务伙伴之间的联络转移到互联网上，通过网络来完成交易，建立与客户之间的联系。互联网的用户... 详细信息

随着互联网的高速发展，在互联网上购物、娱乐、休闲、与人交流、搜索信息已经成为人们日常生活的重要组成部分;企业也开始把他们与顾客和业务伙伴之间的联络转移到互联网上，通过网络来完成交易，建立与客户之间的联系。互联网的用户数和流量正以几何级数增长，海量的用户连接和数据对网络后台的服务器提出了严峻的挑战。随着用户的急剧增长，互联网应用或者Web站点开始不能及时处理用户的请求，导致用户进行长时间的等待，大大降低了服务质量。\n 互联网环境的变化，硬件体系的多核进化，tcp协议中的一些实现理念开始显得陈旧，甚至限制了现有的互联网应用性能的提升。目前国内外的服务器开发框架仍未能将这些关键因素考虑入内，而服务器的性能短板却往往集中在网络IO效率以及海量连接的维护上。\n 本文提出了一个新的轻量级的高性能服务器开发框架LHP-Svrframe，用以构建服务于海量连接和数据的互联网应用服务器。除了一个普通的服务器开发框架的应该提供的模块之外，例如基本的网络通讯管理、自定义应用层协议开发以及服务器进程处理模型等，LHP-Svrframe还提供了如下额外的优化设计。\n 首先，LHP-Svrframe针对多核处理器的架构特点，提供了一个网卡数据中断信号压力平摊的模块，使海量网络请求达到所产生的处理压力可以较为平均地分摊在处理器的每个核上面，而不是像之前只有一个处理器核进行处理而闲置了其他核的计算力。其次，我们通过对tcp的拥塞窗口、Nagle算法和延时ACK机制的调整、实验和优化，总结出适应当今互联网整体环境的实验值和协议栈调整的方式，然后通过API的形式提供给开发人员，使得服务器能够更加有效率地利用可用的带宽，提升服务器的吞吐量。最后，LHP-Svrframe还提供了一个基于多进程的半同步-半异步处理模型的改良设计，使开发人员可以更好地利用多核处理器的优势，并且可以可选的CPU亲缘性设计避免了进程在多个处理器核之间频繁切换而导致的“Cacheline-pingpong”现象。\n 本文最后基于LHP-Svrframe开发了一个高性能网络服务器BRSvr，并且通过大量的服务器性能压力测试实验证明，使用LHP-Svrframe构建的服务器的性能明显优于其他框架和现有的服务器。

关键词：高性能服务器开发框架 tcp协议栈信号压力平摊半同步-半异步处理模型

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基于FPGA的tcp段乱序重排设计与实现

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通信电源技术 2020年第24期37卷 67-69,73页

作者：黄锐王银杨宪伟李治辉中国电子科技集团公司第三十研究所四川成都610041

介绍一种基于FPGA的tcp段乱序重排设计与实现,记录乱序报文起止序号,通过并行比较确定新收报文的相对位置,将序号写入偏移缓存数据,完成乱序重排。该方法具有逻辑简单、处理效率高及资源消耗低的优点,测试表明以该方法实现的tcp硬件协... 详细信息

介绍一种基于FPGA的tcp段乱序重排设计与实现,记录乱序报文起止序号,通过并行比较确定新收报文的相对位置,将序号写入偏移缓存数据,完成乱序重排。该方法具有逻辑简单、处理效率高及资源消耗低的优点,测试表明以该方法实现的tcp硬件协议栈数据收发速率达到9.388 Gb/s。

关键词： FPGA tcp协议栈乱序重排

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NetEye防火墙系统

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科技成果纵横 2004年第3期19卷 50-50页

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