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基于napi的高速网络捕包技术

通信学报 2005年第B1期26卷 145-148页

作者：柳斌李之棠黎耀李战春华中科技大学网络中心，湖北武汉430074

详细分析了在高速网络环境下进行网络捕包时，产生大量丢包的原因。讨论了在Linux平台下，通过采用napi机制，能有效地降低网卡产生的中断数量。实验表明，在高流量负载条件下，采用napi技术能有效地提高网络捕包率和系统响应时间。

关键词：包捕获中断活锁 napi

洞庭湖流域人类活动净氮/磷输入（NANI/napi）时空分布评估

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洞庭湖流域人类活动净氮/磷输入（NANI/NAPI）时空分布评估

作者：刘艳萍北京林业大学

学位级别：硕士

自20世纪80年代以来,人类活动输入到流域生态系统中的氮磷营养盐急剧增长,造成湖泊氮磷浓度持续上升。本研究选择洞庭湖流域为研究区域,应用美国康奈尔大学开发的人类活动净氮、磷输入(Net Anthropogenic Nitrogen Input,NANI;Net Anthr... 详细信息

自20世纪80年代以来,人类活动输入到流域生态系统中的氮磷营养盐急剧增长,造成湖泊氮磷浓度持续上升。本研究选择洞庭湖流域为研究区域,应用美国康奈尔大学开发的人类活动净氮、磷输入(Net Anthropogenic Nitrogen Input,NANI;Net Anthropogenic Phosphorus Input,napi)模型,对该流域的氮、磷输入进行定量化研究,估算了该流域人类活动氮磷输入的主要来源及变化趋势,分析了人类活动对洞庭湖流域生态系统的影响。主要结论如下:(1)洞庭湖流域NANI值在研究期内整体呈现先上升后稳定的趋势。1985、1995、2005、2015年NANI值分别为53.1±4.6、75.7±6.5、91.3±8.0、88.6±7.9kg·hm-2·a-1。氮肥施用是NANI构成的最大贡献源,其次为食品/饲料净输入,流域内生物固氮量历年均较稳定,但对NANI的贡献率呈逐年下降的趋势。大气氮沉降量对NANI的贡献率逐年提升,并于2015年甚至超过了生物固氮量。(2)洞庭湖流域napi值呈现先升高后降低的趋势,1985、1995、2005、2015年流域 napi 值分别为 7.0±1.0、9.2±1.6、10.3±2.0、10.0±2.0 kg·hm-2·a-1。从磷的来源组成上看,1985年最大的输入源为食品/饲料净输入,1995-2015年napi最大的输入源为磷肥施用。其次是食品/饲料净磷输入,最小的输入项为非食品磷。(3)从子流域空间分布上,年均NANI强度从高到低依次为:洞庭湖环湖区>湘江下游>资江上游>湘江上游>澧水>资江下游>沅江下游>沅江上游;年均napi强度从高到低依次为:洞庭湖环湖区>湘江下游>资江上游>湘江上游>澧水>沅江上游>沅江下游>资江下游。(4)洞庭湖流域的NANI、napi空间分布整体呈现出中西部高、东部低的特征,东北部环洞庭湖区域和西部农业集中区最高且分布集中。农业生产和人口增长是导致当前人类活动氮磷输入的主要原因,其带来的负面生态效应是不容忽视的。

关键词：洞庭湖流域富营养化 NANI napi 水体污染

基于napi的嵌入式Linux网络设备驱动的研究与实现

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基于NAPI的嵌入式Linux网络设备驱动的研究与实现

作者：周青华南理工大学

学位级别：硕士

随着计算机技术与通信技术的迅猛发展,嵌入式系统已经渗透到人们生活的各个领域。在Internet迅速普及的网络时代,网络设备也已成为嵌入式系统中不可或缺的重要部分。Linux操作系统以其丰富的网络功能及强大的硬件支持在嵌入式系统中得... 详细信息

随着计算机技术与通信技术的迅猛发展,嵌入式系统已经渗透到人们生活的各个领域。在Internet迅速普及的网络时代,网络设备也已成为嵌入式系统中不可或缺的重要部分。Linux操作系统以其丰富的网络功能及强大的硬件支持在嵌入式系统中得到广泛的应用,因此嵌入式Linux操作系统下的网络设备驱动程序的研究与设计在嵌入式系统开发过程中具有重要的现实意义。本文概括了Linux操作系统的历史,发展状况及特点,简要分析了Linux内核的组成及各组成模块之间相互关系,讨论了设备驱动在操作系统中的位置与作用,概述了Linux设备驱动的分类以及特点,对Linux设备驱动中的几个关键技术:驱动的加载技术、中断处理技术和轮询操作技术进行了深入探讨。分析了Linux网络设备驱动的结构和实现模式,重点研究了napi技术,根据分析napi技术在高速接收数据包时体现出良好的性能和优势,在对napi基本工作流程进行详细分析和讨论的基础上设计出napi的使用步骤,为后续的驱动开发实现工作打下理论基础。以S3C2440(ARM920T内核)开发板为硬件平台,开发设计了嵌入式Linux下DM9000高速以太网卡的驱动程序,包括初始化函数、打开函数、发送函数、中断处理函数、接收函数、关闭函数和网络连接状态函数等网络设备驱动中的几个重要函数,其中在接收函数中根据前文理论研究结合DM9000硬件特性,采用napi技术以轮询方式实现了数据包的接收。最后,将设计的DM9000驱动模块移植到嵌入式开发平台上进行测试,结果满足要求。本文是基于napi技术在嵌入式Linux操作系统下对网络设备驱动程序进行研究与设计以满足高速接收数据包时的高效要求,并且以DM9000以太网卡为例予以实现,有一定的创新意义和实践参考价值。

关键词：嵌入式 Linux系统网络设备驱动 napi DM9000

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napi助力高速网络捕包

通信与信息技术 2010年第4期 75-77,85页

作者：庄棪四川省通信管理局

在高速网络环境下,如何提高数据包的捕获和拦截效率,是当前网络捕包技术研究的重点。本文在分析Linux系统处理机制的基础上,探讨了基于轮询的napi技术的特点、改进途径以及测试情况,提出采用改进后的napi机制,能及时有效处理数据包,提... 详细信息

在高速网络环境下,如何提高数据包的捕获和拦截效率,是当前网络捕包技术研究的重点。本文在分析Linux系统处理机制的基础上,探讨了基于轮询的napi技术的特点、改进途径以及测试情况,提出采用改进后的napi机制,能及时有效处理数据包,提高重负载下数据包的捕获率,并减少了系统开销。

关键词： napi 轮询软中断

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浅谈Linux网卡驱动的新技术napi

科技浪潮 2007年第10期 22-23页

作者：张会健施培任吴庆民

napi简介使用网卡接收数据包的传统方式是通过网卡硬件中断获知每个数据包的到来并进行处理,在数据包流量不是很大的情况下,这种方式既节省系统资源消耗,又能对每个到来的包较快地响应处理,但是在数据包流量极大的应用环境,

关键词：网卡驱动 Linux napi 接收数据硬件中断软中断 linux 应用环境千兆网卡上层应用

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一种改进的napi轮询机制方法研究

微计算机应用 2007年第9期28卷 916-920页

作者：谭跃生贾元春王静宇顾瑞春内蒙古科技大学网络中心包头014010

napi技术是针对网络数据量大引起"中断活锁"问题而提出的。虽然napi中断轮询机制很有效的解决了网卡到内核空间的收包过程,但是大量接收下来的数据包并没有得到及时的处理,从而占据了大量的内存空间。本文提出一种自适应轮询守护进程来... 详细信息

napi技术是针对网络数据量大引起"中断活锁"问题而提出的。虽然napi中断轮询机制很有效的解决了网卡到内核空间的收包过程,但是大量接收下来的数据包并没有得到及时的处理,从而占据了大量的内存空间。本文提出一种自适应轮询守护进程来对napi改进。经过测试表明自适应轮询守护进程能有效的提高捕包效率,减少内存空间的占用,使数据包得到及时的处理。

关键词：中断活锁 napi 轮询自适应轮询守护进程

Linux环境下普适性零拷贝平台的研究与实现

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计算机应用研究 2011年第7期28卷 2621-2624页

作者：孙江兰巨龙李高鹏国家数字交换系统工程技术研究中心郑州450002

综合分析了现有的多种零拷贝平台的实现机制及优缺点,实现了一种具有普适意义的零拷贝捕包平台(packet capture platform based on universal zero-copy,PCPUZ)。通过直接对Linux内核中套接字缓冲区的内存分配和释放机制的修改,实现用... 详细信息

综合分析了现有的多种零拷贝平台的实现机制及优缺点,实现了一种具有普适意义的零拷贝捕包平台(packet capture platform based on universal zero-copy,PCPUZ)。通过直接对Linux内核中套接字缓冲区的内存分配和释放机制的修改,实现用户程序对数据报文的直接访问,并且克服了普通零拷贝技术应用范围单一、移植性差等缺点,面对不同型号网卡、不同版本网卡驱动,均可直接使用该平台。通过性能测试和分析表明,在低端配置的情况下,对64 Byte与1 500 Byte的报文捕获能力分别达到62万pps(320 Mbps)和7.4万pps(889 Mbps)。在高端配置下,可分别达到110万pps(563 Mbps)和8.1万pps(975 Mbps)。与传统的报文捕获机制相比,报文捕获能力有了非常显著的提高。与常见的专有零拷贝平台相比,性能也有一定的提升,并大大提高了平台的移植性和实用性。

关键词：零拷贝普适性内存映射 Linux napi

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基于Linux系统的高速网络捕包技术研究

计算机应用研究 2006年第5期23卷 225-227页

作者：柳斌李之棠黎耀华中科技大学计算机学院湖北武汉430074

在对Linux系统捕包机制分析的基础上,通过试验详细讨论了高速网络环境下网络捕包的性能瓶颈。针对性能瓶颈给出了napi与内存映射机制相结合的改进方案。

关键词：包捕获中断活锁 napi 内存映射

基于Linux高速报文捕获平台的DDoS入侵检测系统的研究

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计算机科学 2014年第4期41卷 159-162页

作者：黎忠文吴成宾许晓晨成都大学信息科学与技术学院成都610106 成都大学现代教育技术中心成都610106 厦门大学计算机系厦门361005

如何在高速网络环境下实现线速的报文捕获以及上层的安全应用,一直是研究的热点。前期用内存映射和零拷贝等方法实现了基于千兆网卡的高速报文捕获平台NACP,在此基础上,通过使用IP地址的分布与系统资源的使用情况等作为检测参数,在snor... 详细信息

如何在高速网络环境下实现线速的报文捕获以及上层的安全应用,一直是研究的热点。前期用内存映射和零拷贝等方法实现了基于千兆网卡的高速报文捕获平台NACP,在此基础上,通过使用IP地址的分布与系统资源的使用情况等作为检测参数,在snort工具上实现了防DDoS攻击的入侵检测系统。在NACP上的实验表明,改进的DDoS入侵检测工具snort与高速报文捕获平台兼容性良好,发生DDoS时能迅速检测到并且做出恰当的回应。由于使用了高速报文捕获平台,DDoS检测占用系统资源明显减少,很大程度上提高了系统的效率,系统可以在入侵检测的同时处理其他的事务。

关键词：千兆高速报文捕获 napi 分布式拒绝服务攻击入侵检测系统