現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)上的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)：基于多核和SIMD的方法.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，越來越多的政府機構(gòu)、企業(yè)和個人將自己的計算機連接到互聯(lián)網(wǎng)上，電子政務(wù)，電子商務(wù)正成為一個潮流，網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)成了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中不可或缺的重要部分，網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，已經(jīng)成為維護網(wǎng)絡(luò)安全的重要工具之一。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)入侵榆測系統(tǒng)由于性能方面的限制無法應(yīng)用到高速網(wǎng)絡(luò)中。本文的主要目的就是要利用現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)的一些新特征來加速網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)中的檢測引擎，使得在高速網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)也能夠很

2、好地工作。 本文首先考察了網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，詳細討論了檢測引擎所使用的兩大類型算法的特點，然后深入研究了現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)的兩個重要特征：多核和單指令多數(shù)據(jù)流，結(jié)合檢測引擎算法的特點，考察了利用這兩個特征來加速檢測引擎的可行性。接下來從下列三個方面進行展開。 第一，在多核平臺上，使用規(guī)則集分解的方法，實現(xiàn)檢測引擎多核化，提出了使得每個核上的負載均衡化的規(guī)則集分割算法，然后討論了檢測引擎算法內(nèi)存訪問的特點，提出了基于單

3、指令多數(shù)據(jù)流指令集而實現(xiàn)的高速緩存替換算法，并且使用雙緩存方法來重疊檢測計算和內(nèi)存訪問，降低檢測引擎的內(nèi)存訪問開銷，最大化檢測引擎的并行度。 第二，在算法控制流并行的基礎(chǔ)上，使用單指令多數(shù)據(jù)流指令集對入侵檢測引擎進行指令集級的并行化，針對單指令多數(shù)據(jù)流指令的向量寄存器和對齊內(nèi)存訪問兩個特性，設(shè)計了新的模式串集合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重排算法，這種重排的結(jié)構(gòu)大幅度地降低了向量化的檢測引擎的內(nèi)存訪問開銷。 最后，針對網(wǎng)絡(luò)中的一類特殊的流量