[发明专利]一种通用且可配置的网络流量测量系统

权利要求书

1.一种通用且可配置的网络流量测量系统，包括：测量控制器与数据采集点，其中，数据采集点由MAC控制逻辑和规则过滤引擎构成，所述MAC控制逻辑用于实现交换机与计算机之间的双向通路、以及数据采集点与测量控制器之间的通信；其特征在于，所述测量控制器用于输入自定义匹配规则，根据自定义匹配规则构建出状态转移图，并将状态转移图编译成自定义指令集后封装发送至MAC控制逻辑；所述MAC控制逻辑对接收的以太网帧进行解帧操作，针对测量控制器下发的以太网帧、剥离得到自定义指令集，针对交换机与计算机之间交互的以太网帧、记录得到数据帧到达时间戳与字节数信息；规则过滤引擎以流水线方式执行自定义指令集中每一条指令，当执行完所有指令，最后一条指令对应的指定目的寄存器中的值发生改变，认定交换机与计算机之间交互的当前数据帧与自定义匹配规则相匹配，则当前数据帧的到达时间戳与字节数信息通过MAC控制逻辑上报给测量控制器，由测量控制器完成自定义匹配规则下的网络流量测量。

2.按权利要求1所述通用且可配置的网络流量测量系统，其特征在于，所述自定义匹配规则包括五元组信息：源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和传输层协议，具体支持的操作符为“·”、“|”、“*”及“？”四个操作符，其中，“·”操作符表示“与”操作符，“|”操作符表示“或”操作符；“*”、“？”操作符为通配符，对于“*”操作符匹配0至255之间任意数值，对于“？”操作符匹配0至65535范围内的任意端口号。

3.按权利要求1所述通用且可配置的网络流量测量系统，其特征在于，所述MAC控制逻辑包括：发送模块、接收模块、CRC校验模块和缓存RAM模块；其中，所述接收模块用于接收以太网帧并进行解帧操作，将以太网帧净荷区数据缓冲至所述缓存RAM模块中，同时，针对测量控制器下发的以太网帧、剥离得到自定义指令集，针对交换机与计算机之间交互的以太网帧、记录得到以太网帧到达时间戳与字节数信息；所述发送模块用于对以太网帧净荷区数据进行MAC层以太网报文格式的封装并发送；所述CRC校验模块用于对解帧得到的MAC帧进行CRC-32计算，并与FCS校验字进行比较校验。

4.按权利要求1所述通用且可配置的网络流量测量系统，其特征在于，所述规则过滤引擎将每一条指令拆分为“取指”、“译码”、“执行”、“写回”四个阶段，具体为：

取指阶段(IF)包括：指令指针自增加法器、指令指针(PC)、指令存储器(IM)和多路选择器(MUX)；其中，指令指针自增加法器用于完成指令指针PC值的自增1操作，形成顺序读取的下一条指令的地址PC+1，作为转移地址1；所述指令指针用于存放下一条待读取指令的地址PC_NEXT，并在每个时钟周期的上升沿作为取指地址传送给指令存储器(IM)；所述指令存储器(IM)用于存储测量控制器下发的自定义指令集；所述多路选择器(MUX)用于判断下一条指令的转移地址PC_NEXT，所述多路选择器(MUX)的三个输入地址为：转移地址1、无条件跳转指令的转移地址2、条件跳转指令的转移地址3，在选择信号JUMP_SEL的控制下选择正确的地址作为PC_NEXT；

译码阶段(ID)包括：寄存器堆(REG)、译码控制单元(DCU)和跳转条件判断模块；寄存器堆(REG)用于提供指令执行过程中所需要的操作数据、及存储指令执行结果；所述译码控制单元(DCU)用于对指令的指定字段以及跳转条件判断模块输出的跳转信号(EQUAL)进行识别，对指定字段进行识别产生控制信号：内部操作码、寄存器堆的读使能信号和写使能信号，读使能信号用于判断当前指令所需的源操作数是否需要从寄存器堆中读取，写使能信号则用于判断当前指令的运算结果是否需要写入寄存器堆；对跳转信号进行识别产生JUMP_SEL信号发送至译码控制单元(DCU)；所述跳转条件判断模块对操作数据进行判断，产生跳转信号(EQUAL)；

执行阶段(EXE)由一个算术逻辑单元(ALU)构成，根据译码阶段给出的内部操作码的作用下对译码阶段传递过来的两个源操作数据进行运算并得出运算结果；

写回阶段(WB)将运算结果写入寄存器堆(REG)中的当前指令对应的指定目的寄存器中。