高速网络数据流应用检测系统的设计与实现

发布时间：2021-05-16 05:08

　　网络流量测量是指对数据链路上的报文进行采集、分析、建模,结合具体算法分析网络行为的过程,是分析网络性能,理解互联网用户行为,检测网络异常、网络安全事件的重要前提。通过对流长、流数测度等流量特征进行分析,解决测量应用中大流检测、流长分布估计等关键问题,能够为网络的有效运行、管理和维护提供有力的支撑。但随着网络关键基础设施的不断完善,网络链路速率不断提高,在高速网络上进行流量测量需要更多的计算和内存资源,流量测量研究与分析工作面临巨大的技术挑战。为此,本文设计并实现高速网络数据流应用检测系统,通过抽样技术、数据流技术对海量流量进行缩减,完成高速链路下的流量测量任务。本论文的主要内容如下:1.基于遗传编程算法设计并实现适用于数据流技术的非加密哈希算法。哈希算法作为数据流技术的核心,需满足哈希值的随机性尽可能大,算法简单高效,对同一哈希输入能生成多个独立不相关的哈希值等要求。本文针对以上要求,分别以IPv4、IPv6流量为训练集,基于遗传编程设计并自动生成体现IP流量特征的哈希算法GP-Hash,与17种具有代表性的字符串哈希函数在多个测度上进行比较,验证GP-Hash在数据流技术中的可用性。... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 研究目标与内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 论文组织结构
第二章 相关技术研究
    2.1 非加密哈希函数
        2.1.1 常见的非加密哈希函数
        2.1.2 哈希函数性能研究现状
    2.2 遗传编程
        2.2.1 遗传编程流程
        2.2.2 遗传编程相关参数
        2.2.3 基于遗传编程的哈希设计研究现状
    2.3 高速网络流量测量数据结构
        2.3.1 Count-MinSketch
    2.4 测量任务相关研究
        2.4.1 大流检测
        2.4.2 流长分布估计
    2.5 本章小结
第三章 基于遗传编程的哈希算法设计
    3.1 问题分析
    3.2 哈希算法评价指标测度
        3.2.1 活跃流测度
        3.2.2 同源哈希值相关性测度
        3.2.3 随机性测度
        3.2.4 计算速度
    3.3 基于遗传编程的哈希算法设计
        3.3.1 终点集
        3.3.2 函数集
        3.3.3 适应值评价函数
        3.3.4 GP-Hash参数设置
        3.3.5 GP-Hash算法过程
    3.4 GP-Hash算法评估及分析
        3.4.1 IPv4哈希算法
        3.4.2 IPv6哈希算法
    3.5 GP-Hash算法改进及分析
        3.5.1 动态最大树深
        3.5.2 改进算法分析
    3.6 本章小结
第四章 基于GA-EM的流长分布估计算法设计
    4.1 问题分析
    4.2 基于EM的原始流长分布估计
        4.2.1 期望最大化算法
        4.2.2 原始流长度分布概率模型
        4.2.3 基于EM算法的原始流长分布估计
    4.3 基于GA-EM的原始流长分布估计
        4.3.1 遗传算法流程
        4.3.2 GA-EM算法设计
        4.3.3 GA-EM参数分析
    4.4 GA-EM算法分析
    4.5 本章小结
第五章 高速网络数据流应用检测系统实现及分析
    5.1 高速网络数据流应用检测系统
        5.1.1 系统整体设计
        5.1.2 大流检测模块
        5.1.3 流长分布估计模块
        5.1.4 可视化模块
    5.2 系统实现
        5.2.1 大流检测模块实现
        5.2.2 流长分布估计模块实现
        5.2.3 系统可视化
    5.3 系统评估及分析
        5.3.1 大流检测模块评估及分析
        5.3.2 流长分布估计模块评估及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 论文展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]高速网络流量测量方法[J]. 周爱平,程光,郭晓军.  软件学报. 2014(01)
[2]基于近似方法的抽样报文流数估计算法[J]. 程光,唐永宁.  软件学报. 2013(02)
[3]一种基于双重Counter Bloom Filter的长流识别算法[J]. 吴桦,龚俭,杨望.  软件学报. 2010(05)
[4]面向IP流测量的哈希算法研究[J]. 程光,龚俭,丁伟,徐加羚.  软件学报. 2005(05)



本文编号：3189037