專利名稱：數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方法與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)封包的處理方法及其設(shè)備，特別涉及一種數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平
衡的處理方法與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展與普及化，網(wǎng)絡(luò)已成為生活不可或缺的部分，人們由網(wǎng)絡(luò)快速 交換所需信息。然而，使用因特網(wǎng)卻不如想象中安全。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可能被黑客入侵而 被竊取數(shù)據(jù)或破壞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前，多數(shù)使用者由防毒軟件及防火墻來保護(hù)計(jì)算機(jī)免于 感染計(jì)算機(jī)病毒或遭受人為入侵破壞。一種名為網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)(Intrusion Detection System, IDS)的技術(shù)可用以監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)活動，避免網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)遭受惡意攻擊、破壞。網(wǎng) 絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)屬于被動式的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)。其通過分析數(shù)據(jù)封包，發(fā)現(xiàn)異常網(wǎng)絡(luò)活動，并 實(shí)時(shí)發(fā)出警報(bào)告知網(wǎng)絡(luò)管理人員處理/防護(hù)異常網(wǎng)絡(luò)活動。為立即抵擋網(wǎng)絡(luò)上的惡意入侵 攻擊，網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)(Intrusion Protection System, IPS)遂發(fā)展作為提供主動性防 護(hù)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。所有數(shù)據(jù)封包皆須流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)，并加以判斷數(shù)據(jù)封包不含 異?；顒踊蚩梢蓛?nèi)容后，才予以傳送到內(nèi)部欲保護(hù)的局域網(wǎng)絡(luò)(或網(wǎng)絡(luò)區(qū)段)。相較于網(wǎng)絡(luò) 入侵檢測系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)更在發(fā)生惡意入侵前，立即阻絕網(wǎng)絡(luò)攻擊行為，避免網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受破壞。 然而，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升以及交換數(shù)據(jù)量的增加，繁重的網(wǎng)絡(luò)流量逐漸成為網(wǎng)絡(luò) 入侵防護(hù)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。由于網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)需攔截分析每一個(gè)數(shù)據(jù)封包，判斷數(shù)據(jù)封包 不包含惡意內(nèi)容后才予以放行。若網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)能力無法跟上網(wǎng)絡(luò)傳輸速度， 則會影響內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)存取數(shù)據(jù)的流暢度，使內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)效能大打則扣。 所以還有人提出了多個(gè)控制器與工作隊(duì)列來處理不同的數(shù)據(jù)封包，請參考圖1所 示，其為現(xiàn)有技術(shù)的多控制器與多隊(duì)列的架構(gòu)示意圖。在現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100中，每一 個(gè)控制器110在處理前會輪詢過每一個(gè)隊(duì)列120，并從未處理的隊(duì)列120中選擇其一配置給 控制器110?？刂破鞑艜_始對隊(duì)列120中的數(shù)據(jù)封包進(jìn)行處理。雖然可以有多個(gè)控制器 110同時(shí)的處理數(shù)據(jù)封包，但是在輪詢的過程中控制器110需要一直等待。這樣的作法，使 得多個(gè)控制器110需要一直排隊(duì)來選取要處理的隊(duì)列，也浪費(fèi)了許多等待的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方 法，用以均衡網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中多個(gè)控制器的負(fù)載處理。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所揭露的一種數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方法包括以下 步驟網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收數(shù)據(jù)封包；從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的多個(gè)控制器中，指派其中之一將其定義為 調(diào)配控制器，并將其余的控制器定義為處理控制器；對調(diào)配控制器指派儲存隊(duì)列與完成隊(duì) 列，儲存隊(duì)列用以儲存所接收的數(shù)據(jù)封包，完成隊(duì)列用以儲存完成信息；根據(jù)數(shù)據(jù)封包的工 作屬性，調(diào)配控制器指派數(shù)據(jù)封包至不同的工作隊(duì)列中存放；由處理控制器分別處理被指
4派的工作隊(duì)列中的數(shù)據(jù)封包；當(dāng)處理控制器在完成封包處理程序后，處理控制器發(fā)送完成信息至完成隊(duì)列中；由調(diào)配控制器將完成隊(duì)列中有完成信息時(shí)，則將已處理后的數(shù)據(jù)封包傳送至主機(jī)端。 從本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，本發(fā)明提出一種具有負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用以處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所接收的多個(gè)數(shù)據(jù)封包，并將處理后的數(shù)據(jù)封包傳送至主機(jī)端。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所揭露的一種具有負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括有接收端、
儲存隊(duì)列、調(diào)配控制器、處理控制器、工作隊(duì)列、儲存隊(duì)列、封包處理程序與負(fù)載查找表。接
收端用以接收數(shù)據(jù)封包；多個(gè)處理控制器電性連接于接收端，處理控制器分別連結(jié)至至少
一工作隊(duì)列；調(diào)配控制器，電性連接于接收端，調(diào)配控制器將數(shù)據(jù)封包儲存于儲存隊(duì)列中，
調(diào)配控制器執(zhí)行下列步驟根據(jù)數(shù)據(jù)封包的工作屬性，調(diào)配控制器指派數(shù)據(jù)封包至工作隊(duì)
列中存放；命令處理控制器執(zhí)行封包處理程序，并指派工作隊(duì)列與處理其中的數(shù)據(jù)封包；
當(dāng)處理控制器在完成封包處理程序后，處理控制器發(fā)送完成信息至完成隊(duì)列中；當(dāng)調(diào)配控
制器檢測完成隊(duì)列中有完成信息時(shí)，則將已處理后的數(shù)據(jù)封包傳送至主機(jī)端。 由上所述，本發(fā)明的數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡處理方法及其設(shè)備可以實(shí)時(shí)的調(diào)配閑置
的控制器。因此可加速系統(tǒng)處理網(wǎng)絡(luò)封包的速度，進(jìn)而解決目前系統(tǒng)存在的影響網(wǎng)絡(luò)傳輸
速度及封包傳輸延遲的現(xiàn)象。 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的多控制器與多隊(duì)列的架構(gòu)示意2A為本發(fā)明的架構(gòu)示意圖；圖2B為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的架構(gòu)示意圖；圖3A為本發(fā)明的運(yùn)作流程圖；圖3B為封包處理程序的流程示意圖；圖4為本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣示意圖。其中，附圖標(biāo)記100網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110控制器120隊(duì)列210主機(jī)端220網(wǎng)絡(luò)設(shè)備221接收端222儲存單元223控制器2231調(diào)配控制器2232處理控制器224封包處理程序225負(fù)載查找表230來源端
411調(diào)配控制器 412第一控制器 413第二控制器 414第三控制器 421接收隊(duì)列 422完成隊(duì)列 423第一工作隊(duì)列 424第二工作隊(duì)列 425第三工作隊(duì)列
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述
請參考圖2A所示，其為本發(fā)明的架構(gòu)示意圖。在圖2A中包括有主機(jī)端210、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備220與來源端230。本發(fā)明所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備220可以是網(wǎng)絡(luò)卡、路由器、網(wǎng)關(guān)器或交換器。若是為網(wǎng)絡(luò)卡時(shí)則可以被設(shè)置在主機(jī)端210中。并請另外參考圖2B所示，其為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的架構(gòu)示意圖。在本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備220中包括有接收端221、儲存單元222、控制器223、封包處理程序224與負(fù)載查找表225。 接收端221通過因特網(wǎng)連接于來源端230，接收端221用以接收來自來源端230的數(shù)據(jù)封包。儲存單元222電性連接于接收端221，儲存單元222用以儲存數(shù)據(jù)封包。儲存單元222除了存放數(shù)據(jù)封包外，儲存單元222還用以存放封包處理程序224與負(fù)載查找表225。在本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備220中至少包括有兩個(gè)以上的控制器223。為清楚說明各控制器223的運(yùn)作功能分別將其一個(gè)控制器223定義為調(diào)配控制器，則其余的控制器223定義為處理控制器。對調(diào)配控制器指派一個(gè)儲存隊(duì)列與一個(gè)完成隊(duì)列。儲存隊(duì)列用以儲存數(shù)據(jù)封包，完成隊(duì)列用以接收完成信息。并且對處理控制器配置至少一個(gè)工作隊(duì)列。工作隊(duì)列用以暫存處理控制器欲處理的數(shù)據(jù)封包。請參考圖3A所示，其為本發(fā)明的運(yùn)作流程圖。
本發(fā)明的運(yùn)作流程包括以下步驟網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收數(shù)據(jù)封包(步驟S310)。從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的多個(gè)控制器中，指派其中之一將其定義為調(diào)配控制器，并將其余的控制器定義為處理控制器(步驟S320)。對調(diào)配控制器指派儲存隊(duì)列與完成隊(duì)列(步驟S330)，儲存隊(duì)列用以儲存所接收的數(shù)據(jù)封包，完成隊(duì)列用以儲存完成信息。根據(jù)數(shù)據(jù)封包的工作屬性，調(diào)配控制器指派數(shù)據(jù)封包至不同的工作隊(duì)列中存放(步驟S340)。其中，工作屬性為通訊協(xié)議、來源地址或連接端口號。由處理控制器分別處理被指派的工作隊(duì)列中的數(shù)據(jù)封包(步驟S350)。調(diào)配控制器可以利用負(fù)載查找表225找出一個(gè)未到達(dá)負(fù)載門坎值的工作隊(duì)列，并將工作隊(duì)列指派給處理控制器。 當(dāng)處理控制器在完成封包處理程序后，處理控制器發(fā)送完成信息至完成隊(duì)列中(步驟S360)。其中，封包處理程序中還分別包括了以下步驟剖析數(shù)據(jù)封包的通訊協(xié)議、來源地址或連接端口號(步驟S361)。指派處理控制器，并且處理控制器根據(jù)入侵封包定義文件及該些數(shù)據(jù)封包的通訊協(xié)議、來源地址或連接端口號，判斷是否可能為惡意入侵的數(shù)據(jù)封包，并加以濾除(步驟S362)。請另外參考圖3B所示，其為封包處理程序的流程示意圖。當(dāng)調(diào)配控制器檢測完成隊(duì)列中有完成信息時(shí)，則將已處理后的數(shù)據(jù)封包傳送至主機(jī)端(步驟S370)。 為了清楚說明本發(fā)明的運(yùn)作過程，提出以下例子作為說明，但其中的數(shù)量與參數(shù)并非本發(fā)明的限制。請參考圖4所示，其為本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣示意圖。在此一實(shí)施態(tài)樣中是以四個(gè)控制器(分別為調(diào)配控制器411、第一控制器412、第二控制器413、與第三控制器414)，五個(gè)隊(duì)列(分別為接收隊(duì)列421、完成隊(duì)列422、第一工作隊(duì)列423、第二工作隊(duì)列424與第三工作隊(duì)列425)。并且第一控制器412連接于第一工作隊(duì)列423 ;第二控制器413連接第二工作隊(duì)列424 ;第三控制器414連接第三工作隊(duì)列425 ;而調(diào)配控制器411連接接收隊(duì)列421與完成隊(duì)列422。 首先，由接收端221開始接收數(shù)據(jù)封包，并將數(shù)據(jù)封包隊(duì)列的儲存至接收隊(duì)列421中。調(diào)配控制器411檢測到接收隊(duì)列421中有新的數(shù)據(jù)封包到達(dá)。調(diào)配控制器411對每一筆的數(shù)據(jù)封包執(zhí)行封包處理程序224，并根據(jù)數(shù)據(jù)封包的工作屬性將其發(fā)送至第一工作隊(duì)列423、第二工作隊(duì)列424或第三工作隊(duì)列425中。其中，分發(fā)的原則可以由下式1進(jìn)行選擇 CURRENT—CPU = ((MSG—INDEX++) % 3)+1........式1 其中，CURRENT_CPU為被選擇的控制器編號；MSG_INDEX為調(diào)配控制器411所接收的數(shù)據(jù)封包的編號。 此外，調(diào)配控制器411另外會根據(jù)其它隊(duì)列中的數(shù)據(jù)封包的儲存量作為控制器的分發(fā)判斷。假設(shè)每一個(gè)隊(duì)列可以存放100個(gè)數(shù)據(jù)封包，且其負(fù)載門坎值為80%。舉例來說，當(dāng)?shù)谝还ぷ麝?duì)列423中儲存90個(gè)數(shù)據(jù)封包時(shí)，且調(diào)配控制器411根據(jù)式1的分發(fā)結(jié)果仍是為第一控制器412。調(diào)配控制器411會將數(shù)據(jù)封包重新分發(fā)使其跳過第一工作隊(duì)列423，以降低第一控制器412的負(fù)載。 在控制器完成了其隊(duì)列中的數(shù)據(jù)封包的處理后，控制器會發(fā)送一個(gè)完成信息至完成隊(duì)列422。調(diào)配控制器411在檢測完成隊(duì)列422中存在有完成信息時(shí)，調(diào)配控制器411會將完成的數(shù)據(jù)封包轉(zhuǎn)送至主機(jī)端210。這樣一來，每個(gè)控制器均能獨(dú)立運(yùn)行，并輪詢屬于自身的隊(duì)列。 由上所述，本發(fā)明的數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡處理方法及其設(shè)備可以實(shí)時(shí)的調(diào)配閑置的控制器。因此可加速系統(tǒng)處理網(wǎng)絡(luò)封包的速度，進(jìn)而解決目前系統(tǒng)存在的影響網(wǎng)絡(luò)傳輸速度及封包傳輸延遲的現(xiàn)象。 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方法，用以處理一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所接收的多個(gè)數(shù)據(jù)封包，并將處理后的該些數(shù)據(jù)封包傳送至一主機(jī)端，其特征在于，該處理方法包括以下步驟該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收該些數(shù)據(jù)封包；從該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的多個(gè)控制器中，指派其中之一將其定義為一調(diào)配控制器，并將其余的該些控制器定義為處理控制器，并對每一個(gè)該處理控制器指派一工作隊(duì)列；對該調(diào)配控制器指派一儲存隊(duì)列與一完成隊(duì)列，該儲存隊(duì)列用以儲存所接收的該些數(shù)據(jù)封包，該完成隊(duì)列用以儲存一完成信息；根據(jù)該些數(shù)據(jù)封包的一工作屬性，該調(diào)配控制器指派該些數(shù)據(jù)封包至不同的該工作隊(duì)列中存放；由該些處理控制器分別處理被指派的該工作隊(duì)列中的該數(shù)據(jù)封包；當(dāng)該些處理控制器在完成該封包處理程序后，該些處理控制器發(fā)送該完成信息至一完成隊(duì)列中；以及當(dāng)該調(diào)配控制器檢測該完成隊(duì)列中有該完成信息時(shí)，則將已處理后的該些數(shù)據(jù)封包傳送至該主機(jī)端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方法，其特征在于，該工作屬性 為通訊協(xié)議、來源地址或連接端口號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方法，其特征在于，該封包處理 程序包括以下步驟剖析該些數(shù)據(jù)封包的通訊協(xié)議、來源地址、以及連接端口號；以及指派該處理控制器，并且該處理控制器根據(jù)一入侵封包定義文件及該些數(shù)據(jù)封包的通 訊協(xié)議、來源地址、以及連接端口號，判斷是否可能為惡意入侵的數(shù)據(jù)封包，并加以濾除。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方法，其特征在于，在該網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備中還設(shè)置一負(fù)載查找表，用以記錄該些工作隊(duì)列中的該些數(shù)據(jù)封包的儲存量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方法，其特征在于，該調(diào)配控制 器根據(jù)該負(fù)載查找表找出一個(gè)未到達(dá)一負(fù)載門坎值的該工作隊(duì)列，并將該工作隊(duì)列指派給 該處理控制器。
6. —種具有負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用以處理一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所接收的多個(gè)數(shù)據(jù)封包，并將 處理后的該些數(shù)據(jù)封包傳送至一主機(jī)端，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括有一接收端，用以接收該些數(shù)據(jù)封包；多個(gè)處理控制器，電性連接于該接收端，該些處理控制器分別連結(jié)至至少一工作隊(duì)列；以及一調(diào)配控制器，電性連接于該接收端，該調(diào)配控制器將該些數(shù)據(jù)封包儲存于一儲存隊(duì) 列中，該調(diào)配控制器執(zhí)行下列步驟根據(jù)該些數(shù)據(jù)封包的一工作屬性，該調(diào)配控制器指派該些數(shù)據(jù)封包至該些工作隊(duì)列中 存放；命令該處理控制器執(zhí)行一封包處理程序，并指派該工作隊(duì)列與處理其中的該些數(shù)據(jù)封包；當(dāng)該處理控制器在完成該封包處理程序后，該處理控制器發(fā)送一完成信息至一完成隊(duì) 列中；以及當(dāng)該調(diào)配控制器檢測該完成隊(duì)列中有該完成信息時(shí)，則將該些已處理后的數(shù)據(jù)封包傳 送至該主機(jī)端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其特征在于，在該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中還 設(shè)置一負(fù)載查找表，用以記錄該些工作隊(duì)列中的該些數(shù)據(jù)封包的儲存量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其特征在于，還包括有一儲存隊(duì) 列，用以儲存所接收的該些數(shù)據(jù)封包、該封包處理程序與該負(fù)載查找表。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其特征在于，該工作屬性為通訊 協(xié)議、來源地址、以及連接端口號。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其特征在于，該調(diào)配控制器根據(jù) 該負(fù)載查找表找出一個(gè)未到達(dá)一負(fù)載門坎值的該工作隊(duì)列，并將該工作隊(duì)列指派給該處理 控制器。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)封包的負(fù)載平衡的處理方法與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用以均衡網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中多個(gè)控制器的負(fù)載處理，處理方法包括以下方法接收多個(gè)數(shù)據(jù)封包；將數(shù)據(jù)封包指派至儲存隊(duì)列中存放；由調(diào)配控制器讀取儲存隊(duì)列中的數(shù)據(jù)封包；根據(jù)數(shù)據(jù)封包的工作屬性，調(diào)配控制器指派數(shù)據(jù)封包至不同的工作隊(duì)列中存放；命令處理控制器執(zhí)行封包處理程序，并指派至少一個(gè)工作隊(duì)列與處理其中的數(shù)據(jù)封包；當(dāng)處理控制器在完成封包處理程序后，處理控制器發(fā)送完成信息至完成隊(duì)列中；當(dāng)調(diào)配控制器檢測完成隊(duì)列中有完成信息時(shí)，則將已處理后的數(shù)據(jù)封包傳送至主機(jī)端。
文檔編號H04L12/56GK101741697SQ200810176488
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者宋賢廣, 陳玄同 申請人:英業(yè)達(dá)股份有限公司