CN110381051A - 一种报文解析的方法、系统、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种报文解析的方法，包括：接收输入的报文数据；根据报文数据确定数据包报头；根据数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，得到数据包；将数据包转发至对应的状态机进行解析。本申请所提供的技术方案，通过数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，最后将数据包转发至对应的状态机进行解析，不需要损耗大量资源去实现复杂的状态机跳变条件，而是通过移位寄存器完成数据包的移位拼接，极大的提高了报文解析的效率。本申请同时还提供了一种报文解析的系统、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

一种报文解析的方法、系统、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及报文解析领域，特别涉及一种报文解析的方法、系统、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在常用的网络报文硬件解析时，由于报文格式固定，并且各种网络协议报文的数据包报头长度有限，经典的实现方法是使用状态机控制实现报文的解析，根据输入数据的不同字段控制状态机的不同跳转，报文的有效载荷数据解析模块不做处理，或者交由其他的模块进行缓存、处理或者转发。

在传统方法处理中，网络报文各种数据包报头格式固定，位置固定，传统的方法可以实现报文的硬件解析。但报文的有效载荷数据也是由各种不同的数据包构成，不同报文的有效载荷数据中，数据包的种类和数量不同，导致状态机跳转时依据的输入字段位置随机，硬件实现时跳转逻辑更为复杂，导致数字逻辑不能跑到很高的时钟频率，最终导致硬件解析模块的报文处理速率太低。

因此，如何提高报文解析的效率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种报文解析的方法、系统、设备及计算机可读存储介质，用于提高报文解析的效率。

为解决上述技术问题，本申请提供一种报文解析的方法，基于移位寄存器，该方法包括：

接收输入的报文数据；

根据所述报文数据确定数据包报头；

根据所述数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用所述移位寄存器根据所述数据包的长度对所述报文数据进行拼接移位，得到所述数据包；

将所述数据包转发至对应的状态机进行解析。

可选的，根据所述报文数据确定数据包报头，包括：

确定所述报文数据中的第一位数据为所述数据包报头。

可选的，在将所述数据包转发至对应的状态机进行解析之后，还包括：

获取拼接移位后剩余的报文数据；

将所述剩余的报文数据作为所述报文数据，并返回执行根据所述报文数据确定数据包报头的步骤。

可选的，当不存在所述剩余的报文数据时，还包括：

输出报文解析完成的提示信息。

本申请还提供一种报文解析的系统，该系统包括：

接收模块，用于接收输入的报文数据；

确定模块，用于根据所述报文数据确定数据包报头；

拼接移位模块，用于根据所述数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用所述移位寄存器根据所述数据包的长度对所述报文数据进行拼接移位，得到所述数据包；

发送模块，用于将所述数据包转发至对应的状态机进行解析。

可选的，所述确定模块包括：

确定子模块，用于确定所述报文数据中的第一位数据为所述数据包报头。

可选的，还包括：

获取模块，用于获取拼接移位后剩余的报文数据；

返回模块，用于将所述剩余的报文数据作为所述报文数据，并返回所述确定模块执行根据所述报文数据确定数据包报头的步骤。

可选的，还包括：

输出模块，用于当不存在所述剩余的报文数据时，输出报文解析完成的提示信息。

本申请还提供一种报文解析设备，该报文解析设备包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述报文解析的方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述报文解析的方法的步骤。

本申请所提供报文解析的方法，包括：接收输入的报文数据；根据报文数据确定数据包报头；根据数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，得到数据包；将数据包转发至对应的状态机进行解析。

本申请所提供的技术方案，通过数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，最后将数据包转发至对应的状态机进行解析，不需要损耗大量资源去实现复杂的状态机跳变条件，而是通过移位寄存器完成数据包的移位拼接，大大简化了报文的解析难度，极大的提高了报文解析的效率。本申请同时还提供了一种报文解析的系统、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种报文解析的方法的流程图；

图2为现有技术中一种网络报文硬件解析的流程图；

图3为本申请实施例所提供的一种网络报文硬件解析的流程图；

图4为本申请实施例所提供的一种报文解析的系统的结构图；

图5为本申请实施例所提供的另一种报文解析的系统的结构图；

图6为本申请实施例所提供的一种报文解析设备的结构图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种报文解析的方法、系统、设备及计算机可读存储介质，用于提高报文解析的效率。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种报文解析的方法的流程图。

其具体包括如下步骤：

S101：接收输入的报文数据；

数据包报头指的是在网络协议通讯中，被附加到用于控制信息的运载和传输的数据包前面的定义位长度的特殊保留字段。当数据包到达其目标时，因为该数据包是以每个协议层的对应相反顺序处理和解包的，所以该字段将被分离并丢弃。

在传统方法处理中，网络报文各种数据包报头格式固定，位置固定，传统的方法可以实现报文的硬件解析，以TCP/IP包为例，请参考图2，图2为现有技术中一种网络报文硬件解析的流程图。

如图2所示，当收到网络报文时，由IDLE状态机跳转到mac header状态机进行解析，当mac header状态机解析完毕后，跳转到ipv4header状态机进行解析。当ipv4header状态机解析完毕后跳转到Tcp header状态机。Tcp header状态机解析完毕后，最后跳转到tcppayload状态机，该状态机内解析模块不做工作，直接将payload转发至其他处理模块处理，待处理完毕后再回到IDLE状态机等待下一次网络报文的到来。

然而，由于报文的有效载荷数据也是由各种不同的数据包构成，不同报文的有效载荷数据中，数据包的种类和数量不同，导致状态机跳转时依据的数据包报头的位置是随机的，即状态机需要遍历全部的字段才能确定数据包报头的位置，而这个过程会浪费大量的时间和资源，导致数字逻辑不能跑到很高的时钟频率，最终导致硬件解析模块的报文处理速率太低。故本申请提供了一种报文解析的方法，用于解决上述问题。

S102：根据报文数据确定数据包报头；

虽然报文的有效载荷数据是由各种不同的数据包构成，但在第一次接收报文数据时有效载荷数据的协议及长度并不影响数据包报头的位置，未处理的报文数据中其第一位数据一定为数据包报头，故这里提到的根据报文数据确定数据包报头，其具体可以为确定报文数据中的第一位数据为数据包报头。

S103：根据数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，得到数据包；

移位寄存器是一种在若干相同时间脉冲下工作的以触发器为基础的器件，数据以并行或串行的方式输入到该器件中，然后每个时间脉冲依次向左或右移动一个比特，在输出端进行输出；

移位寄存器模块的端口如下：

通过上述移位寄存器控制报文数据的输入输出，可大大简化报文解析难度，不再用大量资源完成数据的拼接及复杂的状态机跳变条件，经过时序优化，本申请在FPGA上可运行在250M时钟频率，大大的提高了报文解析的效率。

请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种网络报文硬件解析的流程图，如图3所示，当收到网络报文时，通过移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，得到数据包，在将数据包转发至对应的状态机进行解析，不需要现有技术中复杂的跳转机制，避免了对时间和资源的浪费。

S104：将数据包转发至对应的状态机进行解析。

可选的，现有技术中由于不知道每个数据包的长度，也就无法根据数据包的长度确定报文数据中下一个数据包报头的位置，导致状态机跳转时依据的数据包报头的位置是随机的，即状态机需要遍历全部的字段才能确定数据包报头的位置；

而本申请在根据数据包报头确定对应的数据包的长度之后，利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，得到数据包，使得移位拼接后剩余的报文数据的第一位即为下一个数据包的数据包报头，此时再将剩余的报文数据作为报文数据，并返回执行步骤S102，便可实现报文数据的快速解析。

可选的，当不存在剩余的报文数据时，还可以输出报文解析完成的提示信息。

基于上述技术方案，本申请所提供的一种报文解析的方法，通过数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，最后将数据包转发至对应的状态机进行解析，不需要损耗大量资源去实现复杂的状态机跳变条件，而是通过移位寄存器完成数据包的移位拼接，大大简化了报文的解析难度，极大的提高了报文解析的效率。

请参考图4，图4为本申请实施例所提供的一种报文解析的系统的结构图。

该系统可以包括：

接收模块100，用于接收输入的报文数据；

确定模块200，用于根据报文数据确定数据包报头；

拼接移位模块300，用于根据数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，得到数据包；

发送模块400，用于将数据包转发至对应的状态机进行解析。

请参考图5，图5为本申请实施例所提供的另一种报文解析的系统的结构图。

该确定模块200可以包括：

确定子模块，用于确定报文数据中的第一位数据为数据包报头。

该系统还可以包括：

获取模块，用于获取拼接移位后剩余的报文数据；

返回模块，用于将剩余的报文数据作为报文数据，并返回确定模块执行根据报文数据确定数据包报头的步骤。

该系统还可以包括：

输出模块，用于当不存在剩余的报文数据时，输出报文解析完成的提示信息。

以上系统中的各个组成部分可实际应用于以下的实施例中：

接收模块接收输入的报文数据；确定子模块确定报文数据中的第一位数据为数据包报头；拼接移位模块根据数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用移位寄存器根据数据包的长度对报文数据进行拼接移位，得到数据包；发送模块将数据包转发至对应的状态机进行解析；

获取模块获取拼接移位后剩余的报文数据；返回模块将剩余的报文数据作为报文数据，并返回确定模块执行根据报文数据确定数据包报头的步骤；当不存在剩余的报文数据时，输出模块输出报文解析完成的提示信息。

请参考图6，图6为本申请实施例所提供的一种报文解析设备的结构图。

该报文解析设备600可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)622(例如，一个或一个以上处理器)和存储器632，一个或一个以上存储应用程序642或数据644的存储介质630(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器632和存储介质630可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质630的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对装置中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器622可以设置为与存储介质630通信，在报文解析设备600上执行存储介质630中的一系列指令操作。

报文解析设备600还可以包括一个或一个以上电源626，一个或一个以上有线或无线网络接口650，一个或一个以上输入输出接口658，和/或，一个或一个以上操作系统641，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。

上述图1至图3所描述的报文解析的方法中的步骤由报文解析设备基于该图6所示的结构实现。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种报文解析的方法、系统、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种报文解析的方法，基于移位寄存器，其特征在于，包括：

接收输入的报文数据；

根据所述报文数据确定数据包报头；

根据所述数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用所述移位寄存器根据所述数据包的长度对所述报文数据进行拼接移位，得到所述数据包；

将所述数据包转发至对应的状态机进行解析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述报文数据确定数据包报头，包括：

确定所述报文数据中的第一位数据为所述数据包报头。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述数据包转发至对应的状态机进行解析之后，还包括：

获取拼接移位后剩余的报文数据；

将所述剩余的报文数据作为所述报文数据，并返回执行根据所述报文数据确定数据包报头的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当不存在所述剩余的报文数据时，还包括：

输出报文解析完成的提示信息。

5.一种报文解析的系统，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收输入的报文数据；

确定模块，用于根据所述报文数据确定数据包报头；

拼接移位模块，用于根据所述数据包报头确定对应的数据包的长度，并利用所述移位寄存器根据所述数据包的长度对所述报文数据进行拼接移位，得到所述数据包；

发送模块，用于将所述数据包转发至对应的状态机进行解析。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述确定模块包括：

确定子模块，用于确定所述报文数据中的第一位数据为所述数据包报头。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

获取模块，用于获取拼接移位后剩余的报文数据；

返回模块，用于将所述剩余的报文数据作为所述报文数据，并返回所述确定模块执行根据所述报文数据确定数据包报头的步骤。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

输出模块，用于当不存在所述剩余的报文数据时，输出报文解析完成的提示信息。

9.一种报文解析设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述报文解析的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述报文解析的方法的步骤。