10Gbps服务器模拟僵尸网络流量：吞吐量与CPU利用深度探究

在这个东南大学操作系统课程设计项目中，学生们的目标是利用一台配置有10Gbps网卡的服务器，通过模拟僵尸网络的流量，探究在极端情况下网络性能的表现。实验的核心内容围绕着如何使用Cisco TRex工具进行高带宽发包，以模拟DDoS攻击时网络链路资源被耗尽的情景。实验的目的是理解网络流量的发送效率和服务器性能的关系，同时测试不同核数下的CPU利用率和吞吐量。 设计过程中，学生们首先分析了以太网帧的结构，确定了包大小范围（64bit到1518bit），以此为基础，他们选择了这两个极限值来构建网络包，使用DPDK（Data Plane Development Kit）这一高效的网络开发库，它能绕过Linux内核的传统网络I/O机制，减少了系统调用的开销。通过控制变量法，学生们调整核数和包大小，记录并绘制了吞吐量和CPU利用率的图表，直观地展示出性能变化。 源程序提供了详细的注释，帮助学生理解如何实现这个高性能的流量模拟。实验结果显示，随着帧长度的增大，吞吐率也相应提升，但发包速率减小，这体现了数据包大小对网络传输效率的影响。对比传统内核I/O方式，DPDK的优势在于提高了数据处理速度，减小了内核与用户空间的切换，优化了资源利用。 在实际操作中，学生们遇到了数据检测不稳定的问题，通过多次测量和等待数据稳定，成功解决了这个问题。然而，也出现了部分数据未记录的疏忽，归因于实验中的注意力不集中。这次实验不仅巩固了课堂理论知识，还锻炼了团队协作能力，让学生们亲身体验到理论与实践相结合的重要性。 总结来说，这次实验不仅提升了学生们对操作系统、Linux服务器、安全和网络流量控制的理解，还培养了他们的实验技能和问题解决能力。通过这次实际操作，他们对网络性能优化和安全防护有了更深的认识，为未来在IT领域的工作打下了坚实的基础。