基于网络处理器的网络管理探针的设计与研究
摘要
随着互联网的不断发展,网络速度越来越快,网络结构越来越复杂,网络管理系统的重要性更加突出。网络流量监控是网络管理的基础部分,对于大型复杂网络的流量监控,处理性能已经成为其发展的瓶颈。
分布式网络管理模式由于其提供了网络管理的可扩展性、降低网络管理的复杂性,减少网络管理流量开销等优点,成为适应复杂网络的网络管理模式。本文根据分布式网络管理系统中面向网络流量监控的要求和特点以及当前网络流量监控技术所面临的问题,提出了采用基于网络处理器的分布式部署的网络流量监控功能单元。其对于主干链路的网络流量进行监控,输出标准的处理结果,送交网络管理服务器作后续处理。
网络处理器是专为数据包处理和网络操作而设计的可编程处理器,它能够提供强大的性能和很高的灵活性。本文采用Intel公司的新一代网络处理器IXP2350为硬件平台,设计并实现了对千兆以太网主干链路进行流量监控的网络管理探针。在网络管理探针的具体实现上,采用基于Intel?C编译器的自动分配模式进行微引擎程序开发,以NetFlow技术作为网络流量统计监控的标准,使网络管理探针实现NetFlow信息的存储和输出。
经过测试,基于IXP2350的网络管理探针能够满足2Gbps以太网流量监控要求,在本文最后,还提出可供研究和完善的方向。
Network Management System plays a significant role in today’s Internet with increasing growth in network speed and complicated network infrastructure. As the basis of network management, network traffic monitoring for large scale network meets the bottleneck of low processing ability.
Distributed network management mode meets the requirement of complicated infrastructure network for the feature of scalability, less complexity and reducing network management traffic. According to the requirement of network traffic monitoring, a distributed network management probe based on network processor is designed to monitor the traffic in backbone network.
Intel?IXP2350 is used as the platform of network management probe which analyzes network traffic flows with Cisco NetFlow technology. The system, which is developed by using Intel?C Compiler autopartitioning mode, has the ability to handle 2Gbps Ethernet traffic monitoring, proven in laboratory testing.
分布式网络管理模式由于其提供了网络管理的可扩展性、降低网络管理的复杂性,减少网络管理流量开销等优点,成为适应复杂网络的网络管理模式。本文根据分布式网络管理系统中面向网络流量监控的要求和特点以及当前网络流量监控技术所面临的问题,提出了采用基于网络处理器的分布式部署的网络流量监控功能单元。其对于主干链路的网络流量进行监控,输出标准的处理结果,送交网络管理服务器作后续处理。
网络处理器是专为数据包处理和网络操作而设计的可编程处理器,它能够提供强大的性能和很高的灵活性。本文采用Intel公司的新一代网络处理器IXP2350为硬件平台,设计并实现了对千兆以太网主干链路进行流量监控的网络管理探针。在网络管理探针的具体实现上,采用基于Intel?C编译器的自动分配模式进行微引擎程序开发,以NetFlow技术作为网络流量统计监控的标准,使网络管理探针实现NetFlow信息的存储和输出。
经过测试,基于IXP2350的网络管理探针能够满足2Gbps以太网流量监控要求,在本文最后,还提出可供研究和完善的方向。
Network Management System plays a significant role in today’s Internet with increasing growth in network speed and complicated network infrastructure. As the basis of network management, network traffic monitoring for large scale network meets the bottleneck of low processing ability.
Distributed network management mode meets the requirement of complicated infrastructure network for the feature of scalability, less complexity and reducing network management traffic. According to the requirement of network traffic monitoring, a distributed network management probe based on network processor is designed to monitor the traffic in backbone network.
Intel?IXP2350 is used as the platform of network management probe which analyzes network traffic flows with Cisco NetFlow technology. The system, which is developed by using Intel?C Compiler autopartitioning mode, has the ability to handle 2Gbps Ethernet traffic monitoring, proven in laboratory testing.
引文
[1] 石晶林 程胜 孙江明 网络处理器原理、设计与应用 北京 清华大学出版社.
[2] 李振银 网络管理与维护 中国铁道出版社.
[3] 中国互联网信息中心(CNNIC) 北京 第十八次《中国互联网络发展状况统计报告》2006 年 7 月
[4] 张宏科 苏伟 武勇 网络处理器原理与技术 北京 北京邮电大学出版社 2004
[5] 冯明,使用网络管理技术,人民邮电出版社 1996:74-82
[6] Tschichholz Metal. Integrated Approch to Open Distributed Management. Computer Communication,1996, 76-87
[7] 杨云江 计算机网络管理技术 北京 清华出版社 2005.10
[8] 张沪寅 吴黎兵 计算机网络管理实用教程 武汉 武汉大学出版社 2005.08
[9] 郭军 网络管理 北京 北京邮电大学出版社 2001
[10] 张国鸣 唐树才 薛刚逊 网络管理实用技术 北京 清华大学出版社 2002
[11] 雷振甲 计算机网络管理及系统开发 北京 电子工业出版社 2002
[12] Cisco “Cisco NetFlow Success Story” 2003
[13] Cisco “NetFlow Service Solutions Guide” 2004-10-23
[14] Cisco “Introduction to Cisco NetFlow” 2006-2
[15] Intel “Intel?IXP2350 Product Line Hardware Reference Manuel” 2006-4
[16] Intel “Intel? Internet Exchange Architecture Portability Framework Developer’s Manuel” 2006-4
[17] Intel “Intel? C Compiler for Intel? Network Processor Autopartitioning Mode User’s Guide” 2006-4
[18] Intel “Intel? C Compiler for Intel? Network Processor Autopartitioning Mode Getting Started Guide” 2006-4
[19] Ramaswamy, R., Weng, N. and Wolf, T.: A Network Based Passive Measurement Node
[20] 李雪莹 刘宝旭,陈宇,许榕生 宽带网络监控的分布式处理机制研究与实现 2003CCNC 大会论文集 2003
[21] Iannaccone, G, Diot, C., Graham, L, McKeown, N. Monitoring Very High SpeedLinks ACM Internet Measurement Workshop, San Francisco, 2001
[22]https://www.amcc.com/MyAMCC/jsp/public/browse/controller.jsp?networkLevel=EMBE&superFamily=NETP
[23] http://www.intel.com/design/network/products/npfamily/ixp2xxx.htm
[24] Michael E., Koimavis Alolc Kumar, etc. “Directions in Packet Classification for Network. Processors. Workshop on Network Processors NP2, 2003
[25] Kennedy J, Melnick R. “Overview of Network Processor. Network Processor Conference. 2002, VII(6),232
[28] 陈金兰,曹庆华,姚淑珍,网络处理器体系结构分析,计算机工程与设计,2004,25(11),1982-1984
[29] Trung Nguyen, Mihai Cristea, Willem de Bruijn, Herbert Bos, “Scalable network monitors for high-speed links: abottom-up approach”, IP Operations and Management, 2004. Proceedings IEEE Workshop, 11-13 Oct. 2004
[30] 张慧丽,基于 NetFlow 的异常流量智能检测引擎设计,计算机时代,2006 年第9 期
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