软硬件协同设计的正则表达式匹配技术研究
Study on the Regular Expression Matching Technology of Collaborative Design between Software and Hardware
正则表达式匹配技术是网络安全处理系统中的主要技术之一.随着互联网的普及与快速发展,网络带宽高速增长及互联网新业务的不断出现对正则表达式匹配技术提出了更高的要求.为进一步提升正则表达式的处理能力,本文针对现有算法和构架的不足之处提出了改进方法.在算法方面,为了解决DFA算法占用内存资源太多的问题,本文通过适合硬件化实现的算法选取工作及基于软硬件协同工作平台上具体算法实现的优化设计工作,提出一种完全基于FPGA逻辑电路的DFA匹配算法,并将该算法用于工程项目实践,验证了其实用性.在构架方面,本文选取通用与协处理器架构,在最新Zynq7000系列嵌入式芯片上搭建了一个软件和硬件协同工作的处理器平台.该处理器平台的心跳测试功能可检测板卡是否正常工作;IP地址配置功能可修改板卡的IP地址;利用平台可实现规则编译及更新的高效操作.在此基于软件和硬件协同工作的处理器平台中,处理器(ARM与Linux)负责调度与通信,协处理器(FPGA)执行复杂匹配功能,实现了硬件高性能和软件易编程的结合,最后在gtest框架上设计了相应测试用例完成了本系统的完整测试.
- 作者：
- 卓艳男
- 学位授予单位：
- 东北石油大学
- 专业名称：
- 仪器科学与技术
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 刘强
- 中图分类号：
- TP393.08
- 关键词：
- 正则表达式；现场可编程门阵列；模式匹配；确定性有穷状态自动机
- regular expression; field programmable gate array; matching pattern; deterministic finite state automaton;