了得網計算機/網絡_深入淺出 Hyperscan：高性能正則表達式算法原理與設計

編輯推薦

1.由淺入深介紹正則表達式相關知識、Hyperscan算法庫功能特性及總體設計原則

2.偽碼源碼相輔相成，方便讀者學習基礎算法及實現步驟

3.算法實例搭配圖例表格，加深讀者對算法的理解

4.理論與實踐兼收並重學習Hyperscan與開源產品整合案例分析

內容簡介

《深入淺出 Hyperscan：高性能正則表達式算法原理與設計》繫統、循序漸進地介紹Hyperscan技術。全書共8章，主要介紹正則表達式、匹配算法和正則表達式匹配所依賴的自動機原理、正則表達式匹配庫等，並重點介紹Hyperscan的功能特性、設計原理和性能調優技巧，以及匹配引擎的核心算法和SIMD加速技術的運用，還展示了Hyperscan多樣化的應用場景。

《深入淺出 Hyperscan：高性能正則表達式算法原理與設計》既適合作為Hyperscan開發者的學習用書，也適合作為高等院校計算機相關專業的師生用書和相關培訓學校的教材。

作者簡介

王翔，英特爾數據中心網絡平臺部資深工程師，Hyperscan 項目主要技術負責人。昌昊，英特爾資深軟件工程師,負責Hyperscan算法開發和性能調優等相關工作。洪楊，英特爾資深軟件工程師,負責 Hyperscan研發。張磊，英特爾網絡平臺部門軟件應用工程師,主要負責DPDK、Hyperscan、QAT等網絡加速方案的技術支持。

目錄

第 1章正則表達式簡介1

1.1正則表達式的語法1

1.2正則表達式的流派與標準7

1.2.1 PCRE簡介7

1.2.2 POSIX標準8

目錄

第 1章正則表達式簡介1

1.1正則表達式的語法1

1.2正則表達式的流派與標準7

1.2.1 PCRE簡介7

1.2.2 POSIX標準8

1.3本章參考10

第 2章正則表達式匹配算法11

2.1純字符串匹配11

2.1.1 單字符串匹配KMP算法11

2.1.2 單字符串匹配BM算法16

2.1.3 多字符串匹配AC算法21

2.1.4 AC算法與單字符串匹配24

2.1.5 SHIFT-OR算法25

2.2非確定性有限狀態自動機28

2.2.1 定義28

2.2.2 運算優先級29

2.2.3 Thompson構造法31

2.2.4 ε-NFA的簡化34

2.2.5 Glushkov構造法36

2.3確定性有限狀態自動機40

2.3.1 定義40

2.3.2 從NFA到DFA40

2.3.3 DFA的狀態規模46

2.3.4 DFA的狀態小化52

2.4本章參考55

第3章正則表達式匹配庫56

3.1PCRE56

3.1.1 語法支持56

3.1.2 設計概述57

3.1.3 基本API和示例代碼58

3.2RE260

3.2.1 語法支持60

3.2.2 設計概述60

3.2.3 基本API和示例代碼60

3.3Hyperscan61

3.3.1 語法支持61

3.3.2 匹配模式62

3.3.3 設計概述63

3.3.4 基本API和示例代碼64

3.4正則表達式匹配庫的比較65

3.4.1 概述65

3.4.2 語法支持65

3.4.3 設計原理66

3.4.4 性能68

3.5本章參考70

第4章Hyperscan特性71

4.1Hyperscan的語義71

4.2編譯期和運行期71

4.2.1 編譯期72

4.2.2 運行期74

4.3Hyperscan高級特性77

4.3.1 流狀態壓縮77

4.3.2 近似匹配78

4.3.3 邏輯組合79

4.3.4 Chimera80

4.4Hyperscan工具82

4.4.1 hsbench82

4.4.2 hscheck84

4.4.3 hscollider85

4.4.4 hsdump88

第5章Hyperscan設計原理92

5.1設計原則92

5.1.1 實用性優先92

5.1.2 情況可用93

5.1.3 流模式支持93

5.1.4 大規模可擴展93

5.1.5 小規模高性能94

5.1.6 性能優先94

5.1.7 平衡開銷94

5.1.8 漸進主義95

5.1.9 可測試性設計和自動可測試性設計96

5.2運行原理96

5.2.1 匹配組件97

5.2.2 匹配原則100

5.2.3 運行期實現103

5.2.4 運行期優化108

5.3圖分解112

5.3.1 支配路徑分析114

5.3.2 支配區域分析115

5.3.3 網絡流分析116

5.3.4 圖分解流程117

5.4圖優化122

5.4.1 節點冗餘123

5.4.2 邊冗餘129

5.5本章參考132

第6章Hyperscan引擎133

6.1SIMD加速133

6.1.1 搜索單字符的加速133

6.1.2 搜索雙字符序列的加速134

6.1.3 搜索小規模單字符集的加速136

6.1.4 搜索大規模單字符集的加速140

6.1.5 環視機制143

6.2純字符串匹配148

6.2.1 純字符串匹配在Hyperscan中的作用148

6.2.2 單字符串匹配器“Noodle”148

6.2.3 大規模多字符串匹配器“FDR”150

6.2.4 小規模多字符串匹配器“Teddy”156

6.3正則引擎160

6.3.1 NFA引擎160

6.3.2 DFA引擎168

6.3.3 重復引擎186

6.3.4 Tamarama197

第7章Hyperscan性能優化199

7.1Hyperscan性能測試199

7.1.1 性能測試目的199

7.1.2 基於性能的硬件和GRUB配置199

7.1.3 hsbench測試201

7.2Hyperscan性能調優技巧205

7.2.1 正則表達式構造206

7.2.2 軟件庫的使用207

7.2.3 塊模式207

7.2.4 數據庫分配209

7.2.5 scratch內存分配209

7.2.6 錨定規則211

7.2.7 隨處匹配的規則212

7.2.8 流模式下的重復語義213

7.2.9 青睞字符串214

7.2.10 DOTALL標志215

7.2.11 單次匹配標志216

7.2.12 Start of Match標志217

7.2.13 近似匹配218

第8章Hyperscan實際案例學習221

8.1Snort221

8.1.1 介紹221

8.1.2 Hyperscan集成222

8.1.3 基於內存的性能測試225

8.2Suricata229

8.2.1 介紹229

8.2.2 Hyperscan集成229

8.2.3 基於內存的性能測試234

8.3垃圾郵件檢測238

8.4深度報文檢測242

8.4.1 nDPI242

8.4.2 UDPI245

8.5數據庫247

8.5.1 整合概述248

8.5.2 實驗結果與分析250

8.6Web應用防火牆254

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