[发明专利]网络的封包撷取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络的封包撷取方法，特别涉及一种对高速传输网络(Gigabytes Network)的封包撷取方法，用以减少系统发出中断的次数与封包解析过程中的复制次数。

背景技术

一个网络分析工具通常由网络捕包(capture packet)模块，协议分析(protocol analysis)模块，规则匹配(rule match)模块，响应处理(response)模块所组成。请参考图1所示，其为现有网络封包撷取工具的架构示意图。网络捕包模块是网络分析工具中重要的组成部分，对封包的捕获率将直接影响着网络分析工具的性能。

请参考图2所示，其为现有的封包撷取的运作流程图。当网络卡侦测有封包被接收时，网络卡会触发硬件中断，使得中央处理单元进入中断服务程序(步骤S210)。中央处理单元在网络卡的中断处理程序中会将数据插入到一个缓冲区中(步骤S220)，然后再等待操作系统的软件中断调用。软件中断处理程序会将中央处理单元欲处理的封包复制给客户端应用程序(步骤S230)。以往的应用程序多半通过操作系统调用recvfrom()或recvmsg()等函式(function)来获取封包。依据这种方法来获取一个封包的话，需要将封包逐步的从实体层(physicallayer)复制到应用层(application layer)中储存。

最后，操作系统在处理完软件中断后，中央处理单元会将数据传送到应用层中(步骤S240)。若在软件中断的过程中，又有新的封包被接收的话，会因为硬件中断优先级比软件中断高。所以操作系统会优先的执行硬件中断处理，并停止软件中断的运行。

若中断频率高到一定程度的话，中央处理单元忙于处理硬件中断。此时处理封包的上层协议(例如，网络层(network layer)或传输层(transport layer))会无法顺利进行解析封包内容，但中央处理单元还不断往缓冲区中放数据。当缓冲区被塞满后，所接收的封包就只能被丢弃，这种现象称为中断活锁。

关于中断活锁所引起的问题，我们可以从两个方面来解决：一个是处理中断的时间，另一个是缓冲区的大小。如果中断时间过短，那么操作系统频繁的硬件中断就容易造成中断活锁。如果中断时间过长，那样就造成中央处理单元无事可做，平白浪费了中央处理器的运算资源。另一个就是缓冲区大小，理论上缓冲区的容量越大越好。这对于大流量的网络传输而言，因为中央处理单元需要做频繁的切换，所以这种方法的负载较大，使得不利于应用程序接收封包。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种网络的封包撷取方法，使得网络服务器从实体层去撷取数个封包至应用层，可以减少封包从实体层复制到应用层的复制次数。

为实现上述目的，本发明所揭露的网络的封包撷取方法，包括下列步骤：由新应用程序接口(New API，NAPI)机制来撷取封包；于内存中设置缓冲区；提供一个钩子程序(hook processe)，用以撷取封包；将文件头信息存放至缓冲区中；利用内存映像(memory map)手段来存取缓冲区中所储存的文件头信息。

本发明在利用内核空间中的环状队列，并将所撷取到的封包存放在环状队列中。再采用内存映像的方式来存取环状队列中所储存的封包数据，以减少将封包从实体层复制到应用层储存的次数。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有网络封包撷取工具的架构示意图；

图2为现有的封包撷取的运作流程图；

图3为本发明的运作流程示意图；

图4为本发明的组件运作示意图。

其中，附图标记

110    响应处理模块

120    规则匹配模块

130    协议分析模块

140    网络捕包模块

150    封包

410    网络卡

411    环状队列

420    系统内存

430    封包

具体实施方式