Разработка новых онлайн-алгоритмов для обработки сетевых пакетов

Руководитель проекта: Николенко С.И.

Современные сетевые процессоры должны выполнять широкий спектр задач:
фильтрация пакетов по содержимому (deep packet inspection), брандмауэры (firewall), VPN-сервисы, обнаружение вторжений (intrusion detection) и другие. Эти задачи могут иметь совершенно разные вычислительные требования, однако традиционные архитектуры сетевых процессоров не приспособлены к обработке пакетов, требующих разное время на обработку. Разработка и анализ алгоритмов для этой модели начались совсем недавно, и мы планируем получить новые результаты в этой области.

Эффективная реализация классификации пакетов - одна из главных задач, решаемых в сетевых сервисах. Однако существующие традиционные подходы, как программные, так и основанные на тернарной ассоциативной памяти (TCAM), имеют принципиальные ограничения и не всегда могут достичь одновременно и быстрого исполнения запросов, и не слишком большого объёма требующейся памяти. Мы планируем разработать новые методы оптимизации классификаторов, размещённых в TCAM памяти, а также разработать новый подход к оптимизации классификаторов, который позволит значительно расширить возможности параллелизации запросов в сетевых классификаторах.

Цели проекта:

-      разработать и применить метод анализа качества (доказательства верхних и нижних оценок качества) сетевых алгоритмов, основанный на ленивых алгоритмах;

-      разработать новый метод оптимизации наборов правил в классификаторах сетевых пакетов, основанный на параллелизации запросов к правилам и упрощении набора правил при помощи методов булевой логики.

В рамках проекта будут разработаны новые математические алгоритмы для обработки сетевых пакетов с разнородными требованиями к обработке (разным временем обработки, разным размером пакета) и для классификации сетевых пакетов, хранимых в TCAM памяти, основанные на оптимизации наборов правил при помощи методов булевой логики и выделении независимых подмножеств правил, которые можно обрабатывать параллельно.

Предварительные результаты проекта были представлены на ведущей мировой конференции в области networking.