[实用新型]一种网络时光机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种网络时光机，主要用于网络数据分析处理。

背景技术

目前，在网络管理领域有各种各样的监控、监测仪器设备和分析软件等，能实时捕捉网络数据包进行协议分析、流量分析或者故障诊断等，但它们往往是专用设备或一个个独立软件，而且设备对数据包存储容量有限，使得回放分析能力不足，而软件采集方式对于高速网络往往会出现丢包现象。在高速网络和物联网发展背景下，网络数据分析处理需求将日益上升，但由于缺乏对网络数据包进行实时100%捕捉、记录、存储、回放分析、应用开发的开放结构的能存储海量网络历史数据的一体化通用设备平台，导致网络数据分析处理应用软件开发技术难度大、周期长、成本高。

发明内容

为了克服现有网络数据分析处理技术解决方案难度大、周期长、成本高的不足，本实用新型提供一种性价比高的网络时光机，该装置不仅能实时100%捕捉和记录网络数据包，而且提供海量数据包本机存储或者外接存储能力，内嵌操作系统能对历史数据进行回放分析，并提供标准格式的网络流量生成和应用开发接口。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：该网络时光机，包括数据采集卡、多核中央控制模块、数据存储模块和电源子系统，其特征是所述数据采集卡采用FPGA芯片，多核中央控制模块采用X86系统主板，多核中央控制模块上设置有PCIE插槽、RAID卡、API应用开发接口、外部扩展网络接口、USB接口和显示卡，X86系统主板与PCIE插槽、RAID卡、API应用开发接口、外部扩展网络接口、USB接口和显示卡均连接，PCIE插槽与数据采集卡连接，RAID卡与数据存储模块连接。

本实用新型X86系统主板设置有存储控制单元，用来与数据存储模块进行数据交换。

本实用新型结构简洁，将网络数据包捕捉、记录、存储、回放分析集成一体，实现同时多条链路100%线性数据采集，海量数据存储，而且为外部应用程序开发提供开放式标准接口。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例包括数据采集卡1、多核中央控制模块2、数据存储模块3和电源子系统4，如图1所示。

数据采集卡1采用FPGA芯片设计，高速采集数据，以纳秒级相对时间戳标记，组成专用数据结构，与X86系统主板21连接进行高速数据交换（>=4.0 Gbps,PCIE-X4），同时可以以指定速度、指定接口回放数据包。

多核中央控制模块2采用X86系统主板21（intel 多核CPU高性能专用主板），通过PCIE插槽22与FPGA数据采集卡1连接；安装RAID卡23与数据存储模块3连接，通过iSCSI或DAS存储协议扩展磁盘存储空间；多核中央控制模块2运行定制化的嵌入式Linux系统，完成网络数据的记录、存储、检索和回放，并设置有API应用开发接口24、外部扩展网络接口25、USB接口26和显示卡27。

数据存储模块3利用X86系统主板21自带的存储控制单元进行数据交换，大容量配置存储（<=24T）可以利用专用RAID卡23进行磁盘阵列扩展，特大容量（<=200T）可以通过FC协议进行扩展。

电源4采用高性能1+1、2+1或3+1大功率冗余可插拔模块。

1）数据捕捉：以FPGA高速处理卡以单路在线链路或旁路方式接入，在线接入必须保证实时通信需求且不影响通信可靠性为前提，旁路方式则要保证双向通信容量不溢出，完整的捕获各种通信协议数据或有条件地进行数据过滤采集。

2）数据记录：基于linux操作系统的内核软件模块与数据采集卡1驱动进行数据采集接收，并在操作系统内核空间内存中建立高速数据交换空间，以内存文件共享的方式，进行分时段（如10秒）内存写入，建立可以缓存几秒到一分钟左右的数据容量，为存储的处理和调度囤出必要的启动和计算时间。

3）数据存储：基于linux操作系统的应用层软件模块，以共享的方式读取数据，并以特定的存储目录结构最终保存数据在存储介质（特例是数据存储模块3中的硬盘）中，同时考虑几种存储模式特点，如写入速度和通信协议（iSCSI或FC HBA）要求，多线程同步操作，一起完成数据存储过程。

4）检索回放：在海量数据存储空间中，由运行于操作系统应用层中软件模块把存储介质中的海量数据以要求的数据格式和内容存放到内存中，为回放提供数据源。同时运行在操作系统内核空间上的软件模块，以要求的回放速度进行数据读取，并交FPGA硬件驱动，由FPGA卡的网络接口输出网络数据包，从而进行网络数据仿真回放。