Linux下開源監(jiān)控軟件Ntop的性能提升方案
Ntop是一款Linux下常見的開源監(jiān)控軟件，它可以監(jiān)測的數(shù)據(jù)包括：網(wǎng)絡(luò)流量、使用協(xié)議、系統(tǒng)負(fù)載、端口情況、數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)間等。正常情況下它工作的時(shí)候就像一部被動聲納，默默的接收看來自網(wǎng)絡(luò)的各種信息，通過對這些數(shù)據(jù)的分析，網(wǎng)絡(luò)管理員可以深入了解網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的運(yùn)行狀況，不過一旦超過Ntop數(shù)據(jù)包的處理能力，Ntop隨即出現(xiàn)性能問題，從而導(dǎo)致Ntop無法準(zhǔn)確分析網(wǎng)絡(luò)流量和各種數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡(luò)管理造成影響。下文介紹了一種提高Ntop性能的方法。
通常Ntop的抓包分析功能，是通過Ntop自己完成，但它們都是通過libpcap來實(shí)現(xiàn)抓包，且速度不能超過100M，分析一下libpcap的流程我們明白，首先數(shù)據(jù)包通過路徑為網(wǎng)卡硬中斷→軟中斷→內(nèi)核協(xié)議棧→系統(tǒng)調(diào)用→socket→->libpcap接口→用戶應(yīng)用程序，在這個(gè)流程中，可以看出數(shù)據(jù)的copy比較多，所以在高速率下libpcap 抓包丟包嚴(yán)重也不用感到奇怪了。
對于千兆的網(wǎng)絡(luò)就需要采用PF_RING技術(shù)來接受數(shù)據(jù)包了，PF_Ring運(yùn)行于Linux的內(nèi)核層，體系結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，它采用類類似零拷貝技術(shù)，而且PF_Ring從網(wǎng)卡獲取的數(shù)據(jù)的速度比libpcap有成倍的提高，而且在千兆環(huán)境下幾乎不丟包。
對于內(nèi)核必須熟悉的可以用下面的方法，首先給內(nèi)核源碼打補(bǔ)丁(以下內(nèi)容需要讀者具備Linux內(nèi)核編譯基礎(chǔ))。
1).zcat linux-2.6.25-1-686-smp-PF_RING.patch.gz | patch -p0
2).在/usr/src/目錄下的linux-2.6.25目錄中，編輯Makefile 在這個(gè)地方加上一個(gè)自定義的后綴(比如-PF_RING)：
- EXTRAVERSION = -PF_RING
3).make menuconfig
這里按y選上PF_RING，然后保存修改到.config退出。然后就開始編譯內(nèi)核
- #make
- #make modules 安裝編譯好的modules
- #make install
注意：將bzImage添加到grub中，以便用新內(nèi)核啟動(注意，新添加的內(nèi)核不是默認(rèn)啟動項(xiàng))
(用 make install 可以免去手動復(fù)制bzImage并生成initrd的繁瑣過程)
進(jìn)入libpcap-1.1.1-ring目錄下，修改源碼，將pf_ring的內(nèi)核ring緩沖區(qū)設(shè)為2M，默認(rèn)0.5M，然后修改MakeFile，將安裝目錄指向usr/,默認(rèn)指向usr/local。接著編譯make,然后make install;這樣，就將libpfring.so ,pfring_e1000e_dna.h,pfring.h,libpfring.a拷貝到了usr/include或usr/lib下，同時(shí)用libpcap-1.1.1-ring的庫文件替換了原來的libpcap庫文件;
如果大家覺得這種修改內(nèi)核的方法比較復(fù)雜，下面給大家推薦一個(gè)簡單的方法到www.ntop.org,下載PF_RING-5.1.0.tar.gz包，解開PF_RING 以獨(dú)立模塊運(yùn)行就成了，沒有必要打 patch 到內(nèi)核后直接make就可以。
- #insmod ./pf_ring.ko 加載模塊
- # dmesg | grep RING
- [PF_RING] Welcome to PF_RING 3.9.3 # 這一部分是PF_RING初始化時(shí)輸出的
- [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 # 以后每次運(yùn)行PF_RING程序，會輸出這樣的調(diào)試信息
- [PF_RING] allocated 4115 slots [slot_len=198][tot_mem=815104]
- [PF_RING] removed /proc/net/pf_ring/2849-eth0.0
注意，剛啟動機(jī)器時(shí)，ls /proc/net/pf_ring/ 是看不到這個(gè)目錄的，只有當(dāng)需要PF_RING的程序第一次運(yùn)行時(shí)，才會生成這個(gè)目錄以及一個(gè)info文件
安裝完成后在shell下輸入:
#dmesg |grep PF_RING即可驗(yàn)證是否配置成功，參見圖4。
當(dāng)你看到如圖4所示的輸出后就預(yù)示著這次對Ntop的性能提上改造成功，這時(shí)你的Ntop系統(tǒng)在數(shù)據(jù)包捕獲性能上就比先前有所提高，能夠適應(yīng)更加大流量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
