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多核平台上B-NIDS的优化
  • ISSN号:1000-1239
  • 期刊名称:《计算机研究与发展》
  • 时间:0
  • 分类:TP311[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] TP309[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院计算技术研究所国家智能计算机研究开发中心,北京100080, [2]中国科学院计算机系统结构重点实验室,北京100080, [3]中国科学院研究生院信息科学与工程学院,北京100049
  • 相关基金:国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目(2006AA01A102)
中文摘要:

计算进入了多核时代,处理器的发展不再由更快的主频带动,而是依靠增加片上的多个核心.但是,对于高性能应用来说,多核平台的并行处理由于缺少适合的并行程序开发工具还处于初始阶段.一个串行B-NIDS的优化需要对底层线程结构的深入了解和正确使用.发现了现有并行系统基于细粒度锁同步机制的瓶颈,根据应用的数据流特点提出了没有竞争的同步机制.然后,提出了改进系统三级流水的多线程结构,并实现了不同特征流的差别服务.在性能评价中,改进系统在8核32线程服务器上从资源占用、吞吐率及响应时间3个方面都表现出了更好的性能.

英文摘要:

With the rapid increase of network bandwidth and the growing variety of Internet applications,the backbone network intrusion detection systems(B-NIDS) meet the great requirements of delivering higher performance and enhancing effectiveness according to different features of network streams.Computing is entering a new phase in which CPU improvements are driven by the addition of multiple cores on a single chip,rather than higher frequencies.Parallel processing on these systems is in a primitive stage,and the parallelization of a sequential B-NIDS requires the explicit use and knowledge of underlying thread architecture.In this paper the bottleneck of the thread synchronization using fine-grained lock operations is discovered,and the new synchronization mechanism with no contention for shared structures is proposed based on the characteristics of data flow.Then a pipelining programming model of multithreading system with three contexts is issued,and the differential service for streams is implemented with the multiple weighed queues.In performance evaluation,the optimized system shows much better performance in three aspects of resource utilization,throughput,and response time on 8 core server.The improved system with the proposed synchronization mechanism shows good scalability.The processing capability on tested server can exceed over 1Gbps traffic flow.Also the multiple weighed queues for service quality introduce little latency,and a kind of probe-based sampling test shows that the response times of prioritized streams are shorter than those of non-prioritized.

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期刊信息
  • 《计算机研究与发展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院计算技术研究所
  • 主编:徐志伟
  • 地址:北京市科学院南路6号中科院计算所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:crad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620696 62600350
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1239
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1777/TP
  • 邮发代号:2-654
  • 获奖情况:
  • 2001-2007百种中国杰出学术期刊,2008中国精品科...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40349