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基于PF_RING的多核视频流高性能传输模型

李欣 樊志杰 曹志威 胡正梁 陈国梁

李欣, 樊志杰, 曹志威, 等 . 基于PF_RING的多核视频流高性能传输模型[J]. 北京亚洲成人在线一二三四五六区学报, 2020, 46(9): 1670-1676. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0076
引用本文: 李欣, 樊志杰, 曹志威, 等 . 基于PF_RING的多核视频流高性能传输模型[J]. 北京亚洲成人在线一二三四五六区学报, 2020, 46(9): 1670-1676. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0076
LI Xin, FAN Zhijie, CAO Zhiwei, et al. High-performance multi-core video stream transmission model based on PF_RING[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(9): 1670-1676. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0076(in Chinese)
Citation: LI Xin, FAN Zhijie, CAO Zhiwei, et al. High-performance multi-core video stream transmission model based on PF_RING[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(9): 1670-1676. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0076(in Chinese)

基于PF_RING的多核视频流高性能传输模型

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0076
基金项目: 

国家重点研发计划 2018YFC0807105

详细信息
    作者简介:

    李欣  男,博士,副教授。主要研究方向:网络安全、智能视频处理等

    樊志杰  男,博士,助理研究员。主要研究方向:网络安全、大数据安全、物联网安全、视频安全等

    通讯作者:

    樊志杰.E-mail:aaronzfan@126.com

  • 中图分类号: TP399

High-performance multi-core video stream transmission model based on PF_RING

Funds: 

National Key R & D Program of China 2018YFC0807105

More Information
  • 摘要:

    在视频流高性能传输任务中,视频流量的传输问题已成为一个研究的热点。为此,提出了一种基于PF_RING技术的模型。通过使用PF_RING+TNAPI技术,并结合内存路由表、多核、多队列多线程等相关技术确保视频流的高性能传输。同时为了保证不同网域间共享视频数据的安全传输,提出了一种面向视频控制信令双向物理通道、视频流单向物理通道的视频传输模型。实验结果表明:所提方法在有效吞吐量、CPU使用率和平均误码率方面均取得了10%以上的提升。因此,所提方法通过采用PF_RING+TNAPI技术,同时结合视频传输模型,确保了共享视频数据传输的安全性和高效性。

     

  • 图 1  视频传输系统部署架构

    Figure 1.  Deployment framework of video transmission system

    图 2  传统协议栈与PF_RING工作机制的比较

    Figure 2.  Comparison of working mechanism between traditional protocol stack and PF_RING

    图 3  PF_RING+TNAPI的实现机制

    Figure 3.  Implementation mechanism of PF_RING+TNAPI

    图 4  PF_RING零拷贝的实现机制

    Figure 4.  Implementation mechanism of PF_RING zero-copy

    图 5  视频传输系统的视频流传输

    Figure 5.  Video stream transmission of video transmission system

    图 6  SnifferThread服务框架

    Figure 6.  Service framework of SnifferThread

    图 7  测试环境拓扑

    Figure 7.  Topology of test environment

    图 8  有效吞吐量对比

    Figure 8.  Comparision of effective throughput

    图 9  CPU使用率对比

    Figure 9.  Comparision of CPU utilization

    图 10  平均误码率对比

    Figure 10.  Comparision of average bit error rate

    表  1  DataNetPortVsas的数据结构

    Table  1.   Data structure of DataNetPortVsas

    属性名 数据类型 属性描述
    timelast time_t 数据报文时间戳
    proxyType IPProxyType 应用层协议类型
    netSrcIPPort NetIPPort 码流的视频源IP地址和端口
    setNetDstIPPort std::set〈NetIPPort〉 码流的视频目标IP地址和端口集合
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-03
  • 录用日期:  2020-04-24
  • 网络出版日期:  2020-09-20

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