[发明专利]一种网络数据包的解析方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的解析网络数据包的方法与装置，尤其涉及一种针对大流量下的复杂数据包的解析方法和装置。

背景技术

网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别负责不同的通信功能。如图1所示，根据OSI体系结构，将网络上的数据包分成了七层，物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。根据另外一种体系结构TCP/IP，则将网络上的数据包分成4层，包括数据链路层，网络层，传输层，应用层。TCP/IP本身也是一组不同层次上的多个协议的组合。无论是OSI，TCP/IP或者其他网络模型，都将网络上的数据包进行分层。每一层的输出都是下一层的输入，每一层对上一层的输出数据进行本层协议封装(或拆封)之后，再发送到下一层去。

对网络数据包的解析就是，根据当前网络设备的需求，将数据包从底层开始逐层往上解析，直到找到特定层，在这个过程中，可以根据协议，获得被解析层协议的相关信息，可以根据这些信息对数据包进行各种操作。由于网络数据包每一层都包含了不止一种协议，因此网络数据包的解析，一方面是对各种层进行解析，另一方面是对同一层不同协议的解析。

数据包解析是各种网络设备的基本功能之一，广泛用于各类通信终端和传输设备，如网卡，路由器，防火墙，分流设备，网络加速卡等各种产品领域。领域的不同，对数据包解析的要求也不一样。有的网络设备要求将数据包解析到应用层，有的网络设备只需要将数据包解析到链路层。

对网络数据包的解析有基于软件的解析和基于硬件的解析。从硬件设备上来分类，网络数据包的解析有基于传统CPU，NP(Network Processor，即网络处理)，ASIC(即专用芯片)，FPGA(Field Programmable Gate Array，即可编程逻辑门阵列)等。

从网络数据包的解析思想分类，有串行解析数据包和并行解析数据包两种方法。

基于NP解析数据包，是串行解析数据包方法的典型应用。NP在解析数据包时，由于采用串行结构，在同一时刻只能对一个数据包进行唯一的操作，只有在当前操作完成后，才可以对该数据包进行下一步操作，或者对下一个数据包进行操作。采用串行方法解析数据包，在深度解析数据包上存在优势，通过编程就可以达到对数据包的深度解析，但是由于串行结构一个时刻只能进行一次操作，因此在大流量的数据包接入情况下，很难做到线速的解析网络数据包。

基于FPGA解析数据包，是并行解析数据包方法的典型应用。采用并行方法解析数据包，并行解析方法，往往采用多个解析功能模块同时运作，达到在同一个时刻，可以对数据包同时做多项操作，或对多个数据包做多项操作，对数据包的解析能够达到最大效率。因此在大流量数据包接入情况下，也能较容易的达到线速解析数据包，但是由于采用多操作同步进行，并且所有数据包都会经过相同的操作，因此深度解析能力较差，不够灵活，所能解析的数据包种类较少。

随着网络的发展，网络数据包的协议种类也在增加，一方面在已有数据包层次上增加了许多新类型的协议，一方面是在传统层之间，出现了新的数据层。同时，由于光纤技术和通信技术的发展，网络上的数据流量也在不断增大，因此，现在对网络设备解析网络数据包的能力要求也在大大提高。

显然，随着技术的发展，迫切需要一种即能够线速解析网络数据包，又能支持解析大多数数据包协议的方法。

发明内容

针对上述解析网络数据包方法所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种网络数据包的解析方法和装置。本发明的方法能够在保证线速解析数据包的前提下，最大限度的支持解析多种类型数据包，并且在以后出现新型协议后，能够实现无缝升级。

本发明是这样实现的：一种网络数据包的解析方法，包括以下步骤：

1)根据当前网络环境，配置并行解析网络数据包装置，根据需求，调用各标准协议解析模块，将其串联成数据解析链

2)将线路上的数据接入，通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit，即特定用途集成电路)完成物理层的解析，将网络上的串行比特数据流分离成数据链路层的数据包，以并行数据流的形式送入数据包解析装置

3)将数据链路层的数据包接入数据解析链，根据配置，可以得知当前数据链路层的协议类型，根据数据链路层协议类型，将数据包体进行处理寄存后输出

4)根据数据链路层协议，提取当前数据包位于数据链路层包头内的相关信息，与经过数据链路层解析后的数据包体同步输出