虹科纯软件网络监控解决方案（一）--高速数据包捕获，过滤和分析工具PF_RING

我们所熟知的ntop是一种监控网络流量工具，用ntop显示网络的使用情况比其他一些网络管理软件更加直观、详细。ntop甚至可以列出每个节点计算机的网络带宽利用率。同时ntop也是一家专注于软件网络监控解决方案10余年的公司，ntop公司提供流量捕获，流量记录，网络探针和流量分析等多种工具，这些工具既可以单独使用也可以配合使用形成不同解决方案。虹科与ntop公司达成合作，国内独家代理他们产品并提供相应的技术支持。PF_RING是一种新型的网络套接字，可显着提高数据包捕获速度。

Vanilla PF_RING™

PF_RING通过Linux NAPI轮询来自NIC的数据包。这意味着NAPI将数据包从NIC复制到PF_RING循环缓冲区，然后userland应用程序从环读取数据包。在这种情况下，有两个轮询程序，即应用程序和NAPI，这会导致用于此轮询的CPU周期。优点是PF_RING可以将传入的数据包同时分发到多个环（因此有多个应用程序）。

PF_RING模块

PF_RING™具有模块化架构，可以使用除标准PF_RING™内核模块以外的其他组件。当前，其他模块集包括：

• ZC模块
    查看ZC页面以获取更多信息。
• 基于FPGA的板卡模块
    这些模块增加了对许多供应商的支持，包括Accolade，Exablaze，Napatech， Netcope…
• 堆栈模块
    该模块可用于将数据包注入linux网络堆栈。
• 时间轴模块
    该模块可用于使用PF_RING™API从n2disk转储集中无缝提取流量。
• Sysdig模块
    该模块使用sysdig内核模块捕获系统事件。
  

PF_RING ZC（零复制）

PF_RING™ZC（零复制）是一种灵活的数据包处理框架，可让您在任何数据包大小下实现1/10 Gbit的线速数据包处理（RX和TX）。它实现了零复制操作，包括用于进程间和VM间（KVM）通信的模式。它可以被视为DNA / LibZero的后继产品，该产品基于过去几年的经验教训提供了一个单独且一致的API。它具有干净灵活的API，可实现可从线程、应用程序和虚拟机使用的简单构建基块（队列、工作器和池）。这样可以实现10 Gbit线速数据包处理。

对于那些需要最大的数据包捕获速度和0％CPU利用率以将数据包复制到主机的用户（即，不使用NAPI轮询机制），可以使用允许读取数据包的ZC（又名新一代DNA）驱动程序通过以零拷贝方式同时绕过Linux内核和PF_RING模块直接从网络接口直接获得。

注意：PF_RING ZC并非免费使用，必须购买相应的license

PF_RING FT(流表)

大多数网络监控和安全应用都基于流处理，包括数据包捕获、解码和分类。PF_RING™是一个灵活的框架，可用于加速数据包捕获，利用PF_RING™ZC驱动程序或专用适配器，并提取数据包元数据。这让应用程序专注于数据包处理，而不是处理数据包捕获和数据包解析，同时以最佳性能运行。
PF_RING™FT更进一步，它在数据包分类活动中协助任何流处理应用程序。PF_RING™FT实现了可用于跟踪流的流表，并提供了许多挂钩，以便能够自定义和扩展它，以便在其上构建任何类型的应用程序，包括探针、IDS、IPS、L7防火墙。
PF_RING™FT经过高度优化，能够在低端Xeon E3上使用单个CPU内核处理10 Gbit的线速，并在多核系统上扩展至100 Gbit。下表显示了使用以下各项进行性能测试的结果：

谁需要PF_RING

基本上每个人都必须每秒处理许多数据包。这里的“许多”根据您用于流量分析的硬件而变化。它的范围可以从1.2GHz ARM上的80k pkt / sec 到低端2.5GHz Xeon上的14M pkt / sec ，甚至更高。PF_RING™不仅使您可以更快地捕获数据包，还可以更有效地捕获数据包，从而节省CPU周期。这里列了一些数据，您可以看到nProbe（NetFlow v5 / v9探针）可以使用PF_RING™运行多快，或者看看下面的表格。

使用Core2Duo 1.86 GHz，Ubuntu Server 9.10（内核2.6.31-14）和IXIA 400流量生成器以线速（64字节数据包，1.48 Mpps）注入流量进行的1Gbit测试：

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