超点分类及基于bit位共享的超点检测算法研究

发布时间：2017-09-23 17:13

  本文关键词：超点分类及基于bit位共享的超点检测算法研究

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【摘要】：超点是指在一个测量周期内基数超过指定阈值的源主机或目的主机,它反映网络中端到端应用的问题,是评价网络性能的一个非常重要的指标。随着互联网的发展,网络入侵事件也频繁发生,日常生活中,比较常见的网络入侵就有蠕虫病毒、垃圾邮件的传播、僵尸网络、分布式拒绝服务攻击等等。这几种攻击存在一个共同的特点,它们会在短时间内向目的主机(源主机)发送(接收)大量的数据报,检测这些攻击属于超点检测的一种。因此,超点检测对于网络安全有着非常重要的意义。本文在总结分析现有超点检测算法的优缺点的基础上,提出了基于bit位共享的超点检测算法,使用共享的bit位数组存储网络流信息,减少测量算法的内存消耗。该算法包括两个测量模块：在线测量过程和离线统计过程。为了提高超点检测的准确度,在线测量过程使用3个共享的bit位数组存储源主机链接的目的信息,当一个报文到达时,首先判读该报文是否属于一个新流,如果是则对其进行映射,如果不是则将其抛弃不做任何处理；离线统计过程参照在线统计过程中三个bit位数组记录的网络报文信息,对数组中各个源主机的基数进行估计,然后将基数值大于阈值的主机判定为超点。为了更好地掌握超点的特征,研究其对网络异常造成的影响。本文根据超点链接的不同目的IP数目和不同端口数目的比值,将超点大致分为三类：水平扫描超点定义为不同目的IP数远大于不同端口数的超点；垂直扫描超点定义为不同目的IP数远小于不同端口数的超点；块扫描型超点是水平扫描型超点和垂直扫描型超点的结合。利用基于bit位共享的超点检测算法,针对不同类型的超点进行检测,研究各类型超点的特征,分析不同类型超点与网络异常的关系。最后使用不同地区采集到的真实的网络Trace进行实验,实验结果表明了该超点检测算法的准确性。
【关键词】：超点 网络测量 Bitmap 超点分类 bit位共享
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.08
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究意义11-13
• 1.3 论文研究内容及组织结构13-15
• 1.3.1 论文研究内容13
• 1.3.2 论文组织结构13-15
• 第2章 网络测量相关研究15-21
• 2.1 网络测量分类15-16
• 2.1.1 网络性能测量15
• 2.1.2 网络流量测量15-16
• 2.1.3 路由信息测量16
• 2.1.4 网络应用测量16
• 2.2 网络测量常用方法16-17
• 2.2.1 主动测量16-17
• 2.2.2 被动测量17
• 2.3 网络测量方法的评价指标17-18
• 2.3.1 错误肯定率和错误否定率17
• 2.3.2 熵和标准熵17-18
• 2.3.3 无偏估计和相对误差18
• 2.3.4 平均相对差和加权平均相对差18
• 2.4 网络测量研究现状18-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 超点检测相关算法21-32
• 3.1 基于抽样的超点检测算法21-24
• 3.1.1 数据流和抽样相结合的超点检测算法21-22
• 3.1.2 基于流抽样的自适应超点识别算法22-24
• 3.2 基于Bitmap的超点检测算法24-27
• 3.2.1 基于双层过滤的超点识别算法24-26
• 3.2.2 基于虚拟向量的超点检测算法26
• 3.2.3 基于2维Bitmap的超点检测算法26-27
• 3.3 基于skecth数据结构的超点检测算法27-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 基于bit位共享的超点检测算法32-48
• 4.1 Bitmap描述32-33
• 4.2 基于bit位共享的超点检测算法描述33-39
• 4.2.1 在线测量过程描述34-36
• 4.2.2 离线统计过程描述36-39
• 4.3 复杂度分析39-40
• 4.3.1 空间复杂度分析39-40
• 4.3.2 时间复杂度分析40
• 4.4 实验分析40-47
• 4.4.1 实验参数设置40
• 4.4.2 实验数据描述40-41
• 4.4.3 实验测量测度41
• 4.4.4 实验结果41-44
• 4.4.5 对比实验44-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第5章 超点的分类研究48-60
• 5.1 超点分类48-50
• 5.1.1 垂直扫描型超点48-49
• 5.1.2 水平扫描型超点49-50
• 5.1.3 块扫描型超点50
• 5.2 超点分类测量算法50-53
• 5.2.1 水平扫描型超点检测算法50-52
• 5.2.2 垂直扫描型超点检测算法52-53
• 5.2.3 块扫描型超点检测算法53
• 5.3 实验结果53-59
• 5.3.1 各类型超点的漏检率53-54
• 5.3.2 各类型超点的基数大小54-56
• 5.3.3 各类型超点的分布特征56-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 论文完成的工作60
• 6.3 工作展望60-62
• 参考文献62-66
• 读学位期间公开发表论文66-67
• 致谢67

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本文编号：906478