随着互联网的迅猛发展,网络用户的数量及网络应用的种类不断增多。出于管理和安全方面的考虑,需要对互联网中传输报文的内容实行实时监控。但由于网络传输速度和数据流量的快速增长,目前大多数网络报文捕获方法已经难以满足网络监控的实时性要求。结合常见的千兆网络环境,本文对如何提高报文捕获系统的实时性进行了研究和探讨,并设计和实现了一种高性能报文捕获平台中的软件系统。本文首先对基于Linux的报文捕获系统中广泛使用的BPF(Berkeley Packet Filter)进行了简要介绍,从系统总线、过滤算法、操作系统内核和应用进程等多个方面分析了影响BPF报文捕获性能的主要因素。结合千兆网络环境的实际需求,本文设计了基于一种高性能报文捕获硬件系统平台的Linux系统软件。所用到的关键技术包括零拷贝、高效缓冲区管理和中断驱动结合轮询访问等,以保证内核数据传输、存储和检索的实时性,具有缩短数据流经路径、促进数据共享、减少中断开销等优点,从软件系统方面充分保证千兆网络环境中报文的实时捕获和处理。在模拟的千兆网络环境中的系统测试结果表明,本文提出的系统软件与硬件系统相结合,能够以较低的处理器占用率实现报文的实时捕获。对于基于对称多处理器(SMP,Symmetric Multiple Processor)系统平台的高速报文捕获系统,本文还提出了对软件系统进行改进的设想。