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Linux下开源监控软件Ntop的性能提升方案

Ntop是一款Linux下常见的开源监控软件,它可以监测的数据包括:网络流量、使用协议、系统负载、端口情况、数据包发送时间等。正常情况下它工作的时候就像一部被动声纳,默默的接收看来自网络的各种信息,通过对这些数据的分析,网络管理员可以深入了解网络当前的运行状况,不过一旦超过Ntop数据包的处理能力,Ntop随即出现性能问题,从而导致Ntop无法准确分析网络流量和各种数据,对网络管理造成影响。下文介绍了一种提高Ntop性能的方法。

通常Ntop的抓包分析功能,是通过Ntop自己完成,但它们都是通过libpcap来实现抓包,且速度不能超过100M,分析一下libpcap的流程我们明白,首先数据包通过路径为网卡硬中断→软中断→内核协议栈→系统调用→socket→->libpcap接口→用户应用程序,在这个流程中,可以看出数据的copy比较多,所以在高速率下libpcap 抓包丢包严重也不用感到奇怪了。

对于千兆的网络就需要采用PF_RING技术来接受数据包了,PF_Ring运行于Linux的内核层,体系结构图如下图所示,它采用类类似零拷贝技术,而且PF_Ring从网卡获取的数据的速度比libpcap有成倍的提高,而且在千兆环境下几乎不丢包。

Linux下开源监控软件Ntop的性能提升方案

对于内核必须熟悉的可以用下面的方法,首先给内核源码打补丁(以下内容需要读者具备Linux内核编译基础)。

1).zcat linux-2.6.25-1-686-smp-PF_RING.patch.gz | patch -p0

2).在/usr/src/目录下的linux-2.6.25目录中,编辑Makefile 在这个地方加上一个自定义的后缀(比如-PF_RING):

EXTRAVERSION = -PF_RING 

3).make menuconfig

Linux下开源监控软件Ntop的性能提升方案

Linux下开源监控软件Ntop的性能提升方案

这里按y选上PF_RING,然后保存修改到.config退出。然后就开始编译内核

#make  
#make modules 安装编译好的modules  
#make install 

注意:将bzImage添加到grub中,以便用新内核启动(注意,新添加的内核不是默认启动项)

(用 make install 可以免去手动复制bzImage并生成initrd的繁琐过程)

进入libpcap-1.1.1-ring目录下,修改源码,将pf_ring的内核ring缓冲区设为2M,默认0.5M,然后修改MakeFile,将安装目录指向usr/,默认指向usr/local。接着编译make,然后make install;这样,就将libpfring.so ,pfring_e1000e_dna.h,pfring.h,libpfring.a拷贝到了usr/include或usr/lib下,同时用libpcap-1.1.1-ring的库文件替换了原来的libpcap库文件;

如果大家觉得这种修改内核的方法比较复杂,下面给大家推荐一个简单的方法到www.ntop.org,下载PF_RING-5.1.0.tar.gz包,解开PF_RING 以独立模块运行就成了,没有必要打 patch 到内核后直接make就可以。

#insmod ./pf_ring.ko 加载模块  
# dmesg | grep RING  
[PF_RING] Welcome to PF_RING 3.9.3 # 这一部分是PF_RING初始化时输出的  
[PF_RING] Ring slots 4096  
[PF_RING] Slot version 9  
[PF_RING] Capture TX Yes [RX+TX]  
[PF_RING] IP Defragment No  
[PF_RING] Initialized correctly  
[PF_RING] registered /proc/net/pf_ring/  
[PF_RING] successfully allocated 815104 bytes at 0xd0ad4000 # 以后每次运行PF_RING程序,会输出这样的调试信息  
[PF_RING] allocated 4115 slots [slot_len=198][tot_mem=815104]  
[PF_RING] removed /proc/net/pf_ring/2849-eth0.0 

注意,刚启动机器时,ls /proc/net/pf_ring/ 是看不到这个目录的,只有当需要PF_RING的程序第一次运行时,才会生成这个目录以及一个info文件

安装完成后在shell下输入:

#dmesg |grep PF_RING即可验证是否配置成功,参见图4。

Linux下开源监控软件Ntop的性能提升方案

当你看到如图4所示的输出后就预示着这次对Ntop的性能提上改造成功,这时你的Ntop系统在数据包捕获性能上就比先前有所提高,能够适应更加大流量的网络环境。

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