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基于网络安全与服务质量的多目标模型优化研究

发布时间:2017-10-08 15:45

  本文关键词:基于网络安全与服务质量的多目标模型优化研究


  更多相关文章: 多目标优化 多目标进化算法 网络安全 QoS


【摘要】:在网络服务系统中,网络安全和网络服务质量(Quality of Service,QoS)都会消耗系统的计算资源,从而影响网络服务的性能。在资源受限的系统中,为了保证更好的系统性能,均衡网络安全和QoS的性能是十分重要的。本文作者收集、整理和分析了业界关于网络服务优化安全和QoS性能的发展历史和研究成果。针对研究成果中存在的问题以及差异化服务的需求,本文提出了一个多目标优化模型(Muti-Objective Optimal,MOO)模型。该模型采用入侵检测系统(Intrusion Detection and Prevention Systems,IDPSs)保护数据库系统,通过定量评估的方式,获取一组能够均衡网络安全和QoS的IDPSs组合的配置方案。通过引入期望效用函数理论,改进了模型中安全和QoS目标值的定量方程,使模型更符合用户的实际使用需求。考虑到实际环境中存在服务计费的因素,对传统的安全和QoS优化问题进行扩展,增加优化计费的目标并提出计费的定量方程,使MOO模型能够提供增值服务的功能。定量方程能够根据不同的IDPSs组合配置方案,计算出当前配置的每种优化目标的值,从定量的角度体现优化目标之间相互影响的关系。为获取一组优化方案,本文使用多目标进化算法作为MOO模型的优化搜索算法,采用NSGA-II算法解决MOO模型的双目标——安全和QoS优化问题应用,采用MOEA/D算法解决MOO模型的三目标——安全、QoS和计费优化问题应用。在评估阶段,MOO模型利用多目标进化算法搜索可用的IDPSs组合配置,借助优化目标的定量方程和多目标进化算法的精英机制,获取一组近似最优组合。然后,根据用户的需求偏好设置,从一组近似最优方案中选取一个作为IDPSs组合的最终配置方案。同时,针对经典NSGA-II中的精英机制不适合解决MOO模型的双目标优化问题,本文对经典NSGA-II算法的框架进行改进,并提出了一种针对MOO模型的二进制交叉方法。改进后的NSGA-II与原来的NSGA-II算法时间复杂度相同。通过实验仿真结果表明,当运行改进后的NSGA-II,获取的优化结果更接近实际最优解;在安全需求较低时更容易找到近似最优方案。
【关键词】:多目标优化 多目标进化算法 网络安全 QoS
【学位授予单位】:深圳大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP393.08
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-15
  • 1.1 课题研究背景9-10
  • 1.2 研究现状10-12
  • 1.3 论文主要内容和总体架构12-15
  • 第2章 安全和QoS单目标优化模型——SOO模型15-23
  • 2.1 模型的环境和架构15-19
  • 2.2 安全和时延定量方程19-21
  • 2.3 SOO模型的局限21-22
  • 2.4 本章小结22-23
  • 第3章 多目标优化模型——MOO模型23-28
  • 3.1 概念和定义23-24
  • 3.2 定量方程24-26
  • 3.3 控制架构26-27
  • 3.4 本章小结27-28
  • 第4章 多目标优化方法28-41
  • 4.1 多目标优化算法28-29
  • 4.2 多目标优化算法的应用——双目标优化问题29-35
  • 4.2.1 改进的NSGA-II29-32
  • 4.2.2 随机个体32-33
  • 4.2.3 交叉方法33-35
  • 4.3 多目标优化算法的三目标优化问题35-39
  • 4.3.1 MOEA/D35-36
  • 4.3.2 分解方法36-37
  • 4.3.3 MOEA/D框架37-39
  • 4.4 优化估算39-40
  • 4.5 本章小结40-41
  • 第5章 实验仿真结果与分析41-52
  • 5.1 实验环境设置41-42
  • 5.2 多目标模型与单目标模型的比较42-43
  • 5.3 安全和QoS目标值不同计算方式的比较43-44
  • 5.4 三目标——安全、QoS和服务计费优化问题44-47
  • 5.5 改进的NSGA_II参数设置分析47-48
  • 5.6 双目标模型中改进NSGA-II的效率48-52
  • 第6章 总结与展望52-54
  • 6.1 总结52
  • 6.2 展望52-54
  • 参考文献54-59
  • 附录59-61
  • 致谢61-62
  • 攻读硕士学位期间的研究成果62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高祥;;基于信任关系的IP网络安全框架研究[J];中国新通信;2010年01期



本文编号:994900

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