[发明专利]网络特征提取装置及方法

权利要求书

1.网络特征提取装置，包括电源电路、时钟电路，其特征在于：

还有现场可编程门阵列、下载电路及物理芯片电路；

所述电源电路接入现场可编程门阵列及本装置其他的电路；

所述现场可编程门阵列包括FPGA芯片及外围的滤波电容、匹配电阻；FPGA芯片包括时钟分配模块、网络特征提取模块和以太网MAC模块，时钟分配模块与所述时钟电路连接，时钟分配模块接入网络特征提取模块，以太网MAC模块连接网络特征提取模块和物理芯片电路；FPGA芯片中的以太网MAC模块含有MAC主模块及与之连接的接收模块、发送模块、接收缓冲区和发送缓冲区，接收模块连接接收缓冲区，发送模块连接发送缓冲区；

所述物理芯片电路包括以太网物理芯片，集成连接器以及外围的器件；以太网物理芯片通过MII接口与FPGA芯片连接；集成连接器集成了网络变压器、显示灯，以太网物理芯片经集成连接器与以太网连接；

所述下载电路为与上述FPGA芯片相匹配的可编程只读存储器芯片，通过JTAG接口以及跳线接口与FPGA芯片连接。

2.根据权利要求1所述的网络特征提取装置，其特征在于：

所述现场可编程门阵列还接有复位电路，复位电路包括复位开关及相关电容、电阻，初始化时接通复位电路使以太网MAC模块的接收模块和发送模块的各引脚高电平复位。

3.根据权利要求1所述的网络特征提取装置，其特征在于：

所述FPGA芯片连接2～8个物理芯片电路，各物理芯片电路的集成连接器连接局域网的主干线或主干交换机、或者局域网的出口线或出口路由器，并且连接网络管理设备。

4.根据权利要求1所述的网络特征提取装置，其特征在于：

所述MAC主模块通过接收模块和发送模块与物理芯片电路的MII接口连接，所述接收模块的各引脚为接收时钟信号引脚、接收数据有效信号引脚、接收数据引脚和接收错误信号引脚所述发送模块的各引脚为发送时钟信号引脚、发送有效信号引脚、发送数据引脚和发送错误信号引脚。

5.根据权利要求1所述的网络特征提取装置，其特征在于：

所述以太网物理芯片为支持标准的CSMA/CD载波监听和冲突检测10M、100M以太网和IEEE802.3u定义的全双工的100M的快速以太网的物理芯片。

6.根据权利要求1所述的网络特征提取方法，其特征在于：

所述时钟电路为有源晶振。

7.根据权利要求3所述的网络特征提取方法，其特征在于：

所述网络管理设备为入侵检测设备、和/或网络流量统计设备、和/或网络行为管理设备、和/或网络计费设备、和/或防火墙设备。

8.网络特征提取方法，采用权利要求1至6中任一项所述的网络特征提取装置，其特征在于主要步骤如下：

A、循环监听，接收以太帧；

以太网物理芯片经集成连接器接收以太帧，MAC主模块循环监听MII接口的数据，由以太帧中的类型字段是否0×0800判断该以太帧是否TCP/IP数据包，若是，则接收数据；若否，则将以太帧直接转发回以太网；

FPGA芯片内的以太网MAC模块的接收模块将从MII接口接收到以太帧的每2个半字节数据组成一个字节，送入接收缓冲区，将接收的同一以太帧的数据还原成一个完整的TCP/IP数据包，并完成循环冗余校验；

B、提取TCP/IP数据包的网络特征并累积；

MAC主模块将接收缓冲区内的TCP/IP数据包送入网络特征提取模块提取其网络特征，所得该TCP/IP数据包的网络特征组送回以太网MAC模块，累积于发送缓冲区暂存；同时，MAC主模块将提取网络特征后的TCP/IP数据包透明发回以太网；

C、发送累积的网络特征组；

当以太网MAC模块所计接收的TCP/IP数据包数未达到N，N为正整数，50≤N≤100，返回步骤A，继续接收TCP/IP数据包与提取网络特征；

当以太网MAC模块所计接收的TCP/IP数据包数达到N，MAC主模块从发送缓冲区读出累积的各TCP/IP数据包的网络特征组并构成一个网络特征组IP数据包，送入发送模块，经MII接口通过物理芯片电路将网络特征组IP数据包发送到网络管理设备；返回步骤A，再重新开始接收TCP/IP数据包与提取网络特征。