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A platform-based SoC design and implementation of scalable automaton matching for deep packet inspection

机译：基于平台的SoC设计和可扩展自动机匹配的实现，用于深度数据包检查

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String matching plays a central role in packet inspection applications such as intrusion detection, anti-virus, anti-sparn and Web filtering. Since they are computation and memory intensive, software matching algorithms are insufficient to meet the high-speed performance. Thus, offloading packet inspection to a dedicated hardware seems inevitable. This paper presents a scalable automaton matching (SAM) coprocessor that uses Aho-Corasick (AC) algorithm with two parallel acceleration techniques, root-indexing and pre-hashing. The root-indexing can match multiple bytes in one single matching, and the pre-hashing can be used to avoid bitmap, AC matching which is a cycle-consuming operation. In the platform-based SoC implementation of the Xilinx ML310 FPGA, the proposed hardware architecture can achieve almost 10.7 Gbps and support over 10,000 patterns for virus, which is the largest pattern set from among the existing works. On the average, the performance of SAM is 7.65 times faster than the original bitmap AC. Furthermore, SAM is feasible for either internal or external memory architecture. The internal memory architecture provides high performance, while the external memory architecture provides high scalability in term of the number of patterns. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：字符串匹配在数据包检查应用程序中扮演着重要角色，例如入侵检测，防病毒，防垃圾邮件和Web过滤。由于它们需要大量的计算和内存，因此软件匹配算法不足以满足高速性能。因此，将数据包检查卸载到专用硬件似乎是不可避免的。本文提出了一种可伸缩的自动机匹配（SAM）协处理器，该协处理器使用Aho-Corasick（AC）算法以及两种并行加速技术，即根索引和预哈希。根索引可以在一次匹配中匹配多个字节，并且预散列可用于避免位图和AC匹配，这是一项耗时的操作。在Xilinx ML310 FPGA的基于平台的SoC实现中，所提出的硬件体系结构可以达到近10.7 Gbps的速度，并支持超过10,000种病毒码，这是现有研究中最大的病毒码集。平均而言，SAM的性能比原始位图AC快7.65倍。此外，SAM对于内部或外部存储器体系结构都是可行的。内部存储器体系结构提供了高性能，而外部存储器体系结构在模式数量方面提供了高可伸缩性。 （C）2007 Elsevier B.V.保留所有权利。

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