数据相关论文范文集,与基于FPGA的网络数据监控系统设计相关毕业论文题目范文

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摘 要 为了实现对网络数据内容的实时监控,设计了一套基于Virtex-5系列FPGA的网络数据内容监控系统.该系统通过FPGA内部的PCI-E硬核和MAC的IP核实现PCI-E与网络接口通信,并在FPGA内部实现网络数据内容检测功能.给出具体的硬件电路设计.

关 键 词 FPGA；网络通信；数据监控

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0040-02

随着网络技术的发展,几乎每台电脑都可以通过网络连接到互联网,进行信息的交互,这样极大的提高了工作的效率,但与此同时,由于互联网的开放性,也会出现信息安全的问题.本文设计一套基于FPGA的网络内容监控系统,对经过系统的网络数据进行实时监控,如果发现涉密内容,立刻关闭网络传输,并通知用户进行核实.

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系统以XILINX公司的Virtex-5系列FPGA为核心器件,通过网络接口接收外网发送来的网络数据,通过PCI-e接口接收来自计算机发往网络的数据,在FPGA内部应用字符串匹配算法对这些数据进行检测,实时性好,可靠性高,在涉密网络管理中有很广泛的应用前景.

1.系统组成原理

网络内容监控系统的组成原理如图1所示.

图1 网络内容监控系统的组成原理图

如图1所示,网络监控系统处在计算机与网络之间,对两者之间传输的数据进行实时监测.网络数据包含两个通路：一是计算机到网络的数据通路,二是从网络传送到计算的数据通路.下面分别介绍这两个数据通路的网络内容监控原理.

从计算机发送到网络的数据,经过计算机的PCI-E接口,传输到本系统内部,本系统中利用FPGA自带的PCI-E的IP核与计算机通过PCI-E接口总线进行通信,接收到计算机的网络数据后,FGPA内部将其分为并行的两个分路.一路直接送到FPGA内部的MAC控制模块,通过物理层接口电路直接转换成网络数据,发送到网络；另一路送到检测模块,对数据进行字符串的匹配,检测本帧数据中是否包含涉密关键字符,如果发现立刻关闭FPGA内部的MAC模块,停止网络发送,并通知计算机.

2.系统的硬件电路设计

2.1 PCI-E接口设计

PCI-E接口,全称为PCI Express接口,是一种高速的PCI串行接口,是从原来的PCI和PCI-X总线发展而来的一种新型串行总线,作为高性能的通用互连构架,可用于多种计算机和通信平台,并且可以与PCI和PCI-X总线兼容,采用点对点的串行连接方式,根据接口总线对位宽的要求不同而有所差异,分为PCI Express 1X、2X、4X、8X、16X、32X等多中标准,本文采用PCI Express 1X标准,该标准总线的有效带宽达3Gb/s.该系统的FPGA采用XILINX的Virtex-5系列,该系列FPGA内部提供了标准的PCI-E的硬核,该硬核实现了PCI-E协议的事务层、数据链路层和物理层,以及配置空间的所有功能,因此利用它可以非常方便的实现PCI-E接口.Virtex-5的内PCI-E模块原理图如图2所示.