|
|
Rychlé zpracování aplikačních protokolů
Bárta, Stanislav ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Polčák, Libor (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a implementací systému pro zpracování aplikačních protokolů ve vysokorychlostních sítích s~využitím konceptu softwarem řízeného monitorování. Navrhované řešení využívá hardwarově akcelerované síťové karty provádějící předzpracování síťového provozu na základě zpětně vazby od uživatelských monitorovacích aplikací. Navržený systém provádí předzpracování a filtraci síťového provozu pro aplikační moduly, které provádějí zpracování sledovaných aplikačních protokolů a vytvářejí metadata popisující danou komunikaci. Předzpracování je tvořeno parsováním hlaviček síťových protokolů až po transportní vrstvu, skládáním TCP toků a přeposílání paketů pouze do modulů, které mají o~daný typ síťového provozu zájem. Navržené řešení systému úzce propojuje funkcionalitu řešení dynamické identity uživatele a zachytávání obsahu komunikace za účelem minimalizace provádění duplicitních operací a zvýšení efektivity výsledného systému.
|
|
|
Aplikačně specifický procesor pro stavové zpracování síťových dat
Kučera, Jan ; Matoušek, Jiří (oponent) ; Kekely, Lukáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá návrhem a implementací aplikačně specifického procesoru pro vysokorychlostní stavové měření síťových toků. Hlavním cílem je vytvoření komplexního systému pro akceleraci různých aplikací z oblasti monitorování a bezpečnosti počítačových sítí. Aplikačně specifický procesor tvoří hardwarovou část systému implementovanou v FPGA na akcelerační síťové kartě. Návrh procesoru je proveden s ohledem na nasazení na sítích o rychlostech 100 Gb/s a je založen na unikátní kombinaci rychlosti hardwarového zpracování a flexibility softwarového řízení vycházející z konceptu softwarově definovaného monitorování (SDM). Vytvořený systém prošel funkční verifikací a v rámci hardwarového testování byla ověřena jeho reálná propustnost a další výkonové parametry.
|
|
|
Ochrana před DoS útoky s využitím jazyka P4
Vojanec, Kamil ; Fukač, Tomáš (oponent) ; Kučera, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá přepracováním architektury existujícího zařízení pro ochranu před útoky typu DoS (Denial of Service, odepření služby) do prostředí vysokoúrovňového programovacího jazyka P4. Důvodem využití jazyka P4 je usnadnění adaptace funkční části zařízení na měnící se typy útoků. Nově vytvářené zařízení je navrženo jako modulární a umožňuje snadnou modifikaci změnou zapojených komponent. Cílovou platformou pro tuto práci jsou akcelerační karty s FPGA čipy. Výsledkem práce je návrh řady firmwarových modulů pro ochranu před DoS útoky a implementace cílové aplikace sestavené z těchto modulů. Dílčí výsledky práce byly prezentovány na mezinárodní konferenci IEEE ANCS (Symposium on Architectures for Networking and Communication Systems) v září 2019 na University of Cambridge.
|
|
|
Bezdrátové spoje pro metropolitní sítě
Svoboda, Jan ; Tejkal, Vladimír (oponent) ; Šporik, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá technologiemi vhodnými pro výstavbu metropolitních sítí. V práci jsou zmíněny technologie umožňující bezdrátový přenos rychlostmi nad 1 Gbit/s. Jsou popsány základní vlastnosti a parametry mikrovlnných radiových spojů v pásmu 70/80 GHz a optických bezvláknových spojů. Tyto technologie jsou porovnány s klasickými optickými sítěmi. Praktická část diplomové práce byla zaměřena na vývoj aplikace pro výpočet útlumu způsobeného průchodem atmosférou pro tyto dvě technologie. Výsledky získané za pomoci této aplikace jsou uvedeny v diplomové práci.
|
|
|
Rozšíření aplikace DPDK DNS Probe
Doležal, Pavel ; Kučera, Jan (oponent) ; Vrána, Roman (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je rozšíření aplikace DPDK DNS sonda pro monitorování DNS provozu ve vysokorychlostních sítích. V práci je popsán framework DPDK, který slouží k rychlému zpracování paketů. Je popsána architektura systému DNS a fungování jeho jednotlivých komponent. Dále jsou popsány základní principy transportního protokolu TCP. Představen je návrh a implementace efektivního parsování paketů DNS pro optimalizaci aplikace DPDK DNS sonda. Dále je představen návrh a implementace extrakce DNS zpráv posílaných přes protokol TCP pro export statistik provozu. Výkon aplikace byl otestován pomocí generátoru síťového provozu Spirent.
|
|
|
Akcelerace detekce bezpečnostních hrozeb v síti
Piecek, Adam ; Kekely, Lukáš (oponent) ; Kučera, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá akcelerací systémů IDS (Intrusion Detection System) pro detekci bezpečnostních hrozeb v síti. Hlavním cílem práce je návrh na využití konceptu softwarově definovaného monitorování (Software Defined Monitoring, SDM) k urychlení činnosti IDS aplikací a to s ohledem na možnost jejich následného nasazení pro analýzu vysokorychlostních sítí. Navržený systém je implementován a následně vyhodnocen pro dvě vybrané open-source aplikace - Snort a Suricata. Nad rámec zadání je pro systém Suricata implementována i nativní podpora rozhraní SZE2 pro příjem paketů s cílem dosažení ještě vyššího urychlení při použití akcelerační síťové karty. V práci jsou dále analyzovány a porovnány dvě varianty konceptu. První varianta využívá hardwarově akcelerovanou verzi SDM. Druhá varianta je potom založena na plně softwarové implementaci principu SDM. Obě varianty jsou následně vyhodnoceny z hlediska dosažených výsledků a výkonových parametrů celého systému před a po akceleraci.
|
|
|
Software-Controlled Network Traffic Monitoring
Kekely, Lukáš ; Antichi, Gianni (oponent) ; Lhotka,, Ladislav (oponent) ; Kořenek, Jan (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with the design of a novel hardware acceleration, software controlled (defined) concept for high-speed computer networks. The main goal is to propose general, flexible and easy to use acceleration platform for various network security and monitoring applications suitable for deployment in real 100\,Gbps and faster networks. The thesis starts with the survey of the current state of the art in network monitoring, security and accelerated high-speed traffic processing. Based on the survey, a brand-new concept called Software Defined Monitoring (SDM) is formulated and proposed. A key feature of the concept lies in hardware accelerated, application specific (controlled), flow based, informed reduction and distribution of captured network traffic. This brings high-speed hardware processing coupled with flexible software control, which together leads to an easy creation of various complex high-performance network applications. Further optimizations and enhancements of the main SDM concept and its selected components are also explored resulting in creation of unique and novel designs of generally usable FPGA architecture of modular packet header parser and cuckoo hash based high-throughput packet classification engine. Finally, high-speed SDM prototype using FPGA acceleration network interface card is created and thoroughly evaluated under real network conditions. Achievable performance improvements in several chosen monitoring and security use case scenarios are measured and shown. The SDM prototype is also deployed in production monitoring of real backbone network by Cesnet association and has been commercialized by Netcope Technologies.
|
|
|
Filtrace paketů ve 100 Gb sítích
Kučera, Jan ; Matoušek, Jiří (oponent) ; Kořenek, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem a implementací algoritmu pro filtraci paketů pro vysokorychlostní počítačové sítě. Hlavním cílem bylo vytvoření hardwarové architektury pro filtraci, která dosáhne vysoké kapacity ve smyslu počtu filtračních pravidel a umožní nasazení v sítích o rychlostech až 100 Gb/s. Návrh systému byl proveden s ohledem na možnost paralelního zpracování při implementaci v technologii FPGA a s cílem nalezení vhodného kompromisu mezi časovou a paměťovou složitostí algoritmu. Dosažené vlastnosti navržené architektury a vytvořené implementace byly následně ověřeny na dostupných množinách filtračních pravidel. Díky vysoce optimalizované architektuře a řetězenému zpracování bylo možné při implementaci dosáhnout vysoké pracovní frekvence (přes 220 MHz) a současně významně zredukovat paměťové nároky (v průměru o 72% oproti porovnávaným algoritmům). Efektivní využití interní paměti dostupné přímo na čipu umožňuje s použitím FPGA uložení až pěti tisíc filtračních pravidel při zabrání pouze 8% dostupné kapacity paměti. To vše při současném dosažení plné propustnosti linky 100 Gb/s.
|
|
|
Řízení provozu ve vysokorychlostních sítích v prostředí DPDK
Doležal, Pavel ; Fukač, Tomáš (oponent) ; Vrána, Roman (vedoucí práce)
Předmětem této bakalářské práce je plánování síťového provozu ve vysokorychlostních sítích. V práci je popsán framework DPDK, který lze využít pro rychlé zpracovávání paketů. Jsou popsány obecné mechanismy plánování síťového provozu a plánování provozu v Linuxu pomocí nástroje tc. Dále je představen návrh a implementace plánovače síťového provozu v prostředí DPDK pro sítě o šířce pásma 10 Gbps. Pro plánovač je použit komplexní mechanismus hierarchického modelu zásobníku žetonů. Systém byl otestován pomocí generátoru síťového provozu Spirent.
|
|
|
Vysokorychlostní sítě v domácnosti
Rosenberg, Michal ; Mačák, Jaromír (oponent) ; Škorpil, Vladislav (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o vztahu vysokorychlostních sítí k prvkům systémové inteligentní instalace a možnostech jejich vzájemné interakce. Dále jsou teoreticky rozebrány principy tunelování KNX sběrnice IP sítěmi (KNXnet/IP). Praktická část implementuje použití KNXnet/IP s reálnými prvky na testovacím panelu. Řízení je realizováno pomocí KNX@Home v prostředí Ubuntu. Simulaci stavu reálného tunelování KNX sběrnice představuje model v Opnet Modeler, jenž ukazuje, jak se může měnit zpoždění sběrnice vlivem zatížení sítě.
|
host ::
RSS.