基于掩码匹配的校园网出口流量抽样测量研究

针对校园网出口流量抽样测量问题，给出了测量点的选择及测量环境的设计方案,实施了特定掩码与IP报文标识字段进行匹配的抽样测量。提出了从抽样后的报文中估计一定时间刻度原始流量的大小、估计原始报文长度与协议分布的方法。通过对防火墙流量信息的观测和对校园网流量信息的分析表明，抽样测量结果与实际情况相符。     

高速网络测量系统时钟同步的研究与分析

在监测网络流量行为中，时钟同步是提供准确的网络测度测量值的前提保证．单向延迟等网络性能测度至少需要毫秒级的同步精度。然而，在高速、大规模、分布式的网络环境下，高速的网络流量影响了系统的时钟响应信号，使得原本是线性模型的相对时钟偏移模型受到影响，这一影响使得即便使用NTP或者GPS，都无法很好地解决时钟同步问题．本文以一个分布式的抽样测量监刚乐境PERME和CERNET地区网主干为依托，详细分析和讨论了高速IP网络中的时钟偏移问题．通过大量真实的实验数据时高速网络中的时钟同步问题进行了研究和分析．同时，对如何解决实验中出现的模型的非线性问题指出了自己的见解．     

校园网流量抽样测量系统设计与实现

随着高速网络技术的发展,大多数高校引入了千兆网,校园网络日益规模化和复杂化,使得实时在线的流量测量变得比较困难,基于抽样的流量测量方法作为一种可扩展的测量技术已成为人们经常采用的一种有效的流量测量技术。本文采用"弱化的贪心算法"确定各网段的最佳测点,并采用IP掩码匹配的分布式抽样测量技术将各测量点同步采集的流量经抽样后存储到服务器的不同储存区域,然后根据测量目标对各网段采集的流量进行汇聚、分析和统计。从节约成本出发,本文引入了双机协作抽样技术进行测量,此双测量主机系统充当了服务器、测量器和分析器角色,整个测量无需专用测量器和服务器,可以基本取代市场专用的流控测量设备,能实现对整个校园网流量的掌控。     

IP报文总长字段统计属性研究

由于网络技术的迅速发展及吉比特以太网的出现,对流量进行全分组测量越来越困难,采用抽样方法并以抽样样本来估计网络流量的总体特性已成为研究重点.一般情况下,总体服从什么分布是未知的,对总体是否服从某个分布作检验,常用的方法是x^2分布检验法.然而,当样本中IP报文长度比较集中时,大量实验结果表明IP报文的总长字段不服从x^2分布,但并不能认为抽样样本的统计分布和总体的统计分布就不相同.本文提出了IP报文总长字段的一种新的检验方法——累计偏差检验法,并在南华大学校园网总出口上进行了抽样实验,结果证明抽样样本的分布和总体的分布相同,同时也证明了这种检验方法是非常有效的.     

避免数据包重复采集的分布式流量测量算法

针对D PC算法存在的问题,提出一种“标记”数据包头的分布式流量测量算法。为避免同一数据包被不同测量点重复采集,在网络入口测量点处,对到达的数据包进行抽样,修改被抽取数据包头中标志位的预留位为1;在网络的中间节点,通过查看数据包的预留位判断数据包是否已被抽取,对于已被抽取的数据包,不再重复记录,对于尚未被抽取的数据包,根据抽样规则决定是否抽取,避免多次采集相同数据包导致计算资源和存储资源的重复消耗。通过理论推导和实例验证了该算法的有效性,为分布式网络流量测量的扩展应用提供了解决途径。     

基于抽样测量的高速网络实时异常检测模型

实时异常检测是目前网络安全的研究热点.基于大规模网络流量的统计特征,寻找能够评价网络行为的稳定测度,并建立抽样测量模型.基于中心极限理论和假设检验理论,建立网络流量异常行为实时检测模型.最后定义ICMP请求报文和应答报文之间比率的网络行为测度,并实现对CERNET网络ICMP扫描攻击的实时检测.该方法和思路对其他网络安全检测研究具有一定的指导意义.     

流量抽样关键技术研究

网络管理和监控是网管系统和流量工程的重要组成部分.随着网络的高速发展,实时有效的流量抽样技术对网管系统和网络监控系统越来越重要.传统的网络流量测量是对链路上通过的所有报文进行都捕获和统计的方式进行的.随着网络技术的发展,传统的流量测量方法会对测量设备产生很大的开销,因而变得不再实用.为了解决上述问题文章对现有网络流量监测技术进行研究,首先对流量测量方法和流特征进行介绍,然后介绍了现有抽样技术的种类以及现有抽样技术的研究现状,最后介绍了三种具体的自适应抽样技术.     

大规模高速网络流量测量研究

随着互联网的发展,理解网络行为对于网络管理、规划和发展都有重要意义,网络流量测量是研究网络行为的基础。根据网络测量流量的不同,测量方法分为主动测量和被动测量,每种测量方法有其应用背景和优缺点。为了从不同角度研究网络行为需要定义不同的测度,IETF的IPPM工作组现已经定义了一整套用于流量行为测量的测度。根据测量的环境和应用背景的区别,国外不同的研究机构建立了不同的测量体系结构和测量工具。同时,由于网络带宽越来越大,全流量测量和分析研究越来越困难,为了解决这一问题,近几年,流量抽样测量研究现已成为高速网络流量测量的研究重点。     

网络干扰性信息过滤对通信效率的影响

网络通信内容中的干扰性或垃圾信息对网络通信有着不可忽视的负面影响，而内容过滤是工作在网络应用层的一种对网络流量中各种协议进行重组和规则匹配的安全技术，可广泛应用于对网络通信中的垃圾信息和干扰性信息的阻断或限制。以内容过滤为基本手段，通过对网络的随机性访问内容的大数据量抽样和过滤结果的定量统计，得出了内容过滤系统对网络通信效率的正面影响程度，并分别从网络通信的速度、流量等方面记述了内容过滤系统在网络通信中的作用。     

互联网流量分类中流量特征研究

互联网流量特征用于描述和测量网络流量,是开展流量分类的重要基础。为了系统性分析互联网流量特征,首先根据统计对象或统计角度研究流量特征的归类法,随后展开评述每类流量特征;针对流量特征的稳定性问题,分析报文抽样、网络环境和模糊化技术对流量特征的影响;从分类能力、稳定性、时效性和分类粒度等方面评述流量特征的优缺点,为流量统计特征应用提供指导性建议;最后总结流量特征的未来研究方向。     

高速网络流量测量方法

高速网络流量测量是目前实施实时准确地监测、管理和控制网络的基础.基于网络流量测量的应用,将网络流量测量分为抽样方法和数据流方法.从不同的层次,将抽样方法分为分组抽样和流抽样,分别介绍了两类抽样方法;从测度角度介绍了数据流方法.详细介绍了高速网络流量测量的常用数据结构,以及抽样、数据流方法在高速网络流量测量中的应用,比较了各种方法的优劣.概述了高速网络流量测量技术的研究进展.最后,就现有的网络流量测量方法的不足,对网络流量测量的发展趋势和进一步的研究方向进行了讨论.     

一种分布式的被动测量系统设计*

网络被动测量技术是网络测量研究的一个重要方面。讨论了测量系统中数据包的抽样捕获算法和包头压缩方法,并给出了一个被动测量系统组成结构和主要功能模块的设计,并阐述了测量探针与控制主机的通信机制。     

面向卫星网络的延迟监测算法及仿真实现

研究测量分析网络内部链路延迟特征对了解网络行为至关重要,但当前地面网络延迟监测算法应用于卫星网络时存在诸多不准确问题,为此提出了一种面向卫星网络的延迟监测算法,它结合主动监测和被动监测的优点,采用统计分析方法测量卫星网络系统的报文流延迟分布特征。通过理论分析证明了算法的数学基础,并在网络仿真软件NS2下通过高、低轨道卫星网络模型对算法进行了仿真实验,实验结果表明,算法能够在较小的开销下解决卫星网络的延迟推测问题。     

面向IP流测量的哈希算法研究

为了解决计算资源和高速网络流量之间的矛盾,需要对IP流进行抽样或负载均衡等处理,而哈希算法是资源代价的核心.首先提出评价哈希算法性能的随机测度;其次从理论上证明比特之间异或运算和位移运算能够提高哈希值的随机特性,提出比特流之间哈希算法的原则;然后分析IP报文的4个字段:源IP、宿IP、源端口和宿端口的特性,由此提出相关的哈希算法;最后使用CERNET主干流量和PMA的数据验证算法的性能,并与IPSX和CRC32算法进行比较.研究表明,基于异或、位移原则的比特流哈希算法的执行效率和哈希值的均匀性两方面具有较好的性质,能够满足高速网络流量测量需求.     

链路带宽测量方法改进

链路带宽是网络性能分析，容量优化规划的基本指标，链路带宽测量常用的方法是VPS（variable packet size),但VPS具有误差累计和背景流量影响的缺陷，对VPS方法进行改进，提出和实现一个任意链路带宽测量方法PTVS（packet train with variable size)，消除逐跳测量造成的误差累计和背景流量影响，测量实验表明，PTVS具有精确，高效，迅速的特点，PTVS可测量的其他性能指标还包括RTT，单向延迟，丢包率，端到端瓶颈带宽以及链路利用率。     

SLA-based complementary approach for network intrusion detection

Enhancing the intrusion detection system is essential to maintain user confidence in network services security. However, the threat of intruders on Internet services is prevalent. This paper proposes a distributed edge-to-edge complementary approach for intrusion detection in a DiffServ/MPLS domain. The QoS metrics are inspected at the edges routers to determine anomalous behavior in the network traffic. Consumed ratios of one-way delay variation (OWDV) and packet loss are computed to monitor service level agreement (SLA) violations. The bandwidth ratio is measured to differentiate abnormal from normal traffic as well as to detect multiple intrusions launched simultaneously. We employed SLA as a comparison scale to infer the deviation between the users consumed ratios and the predefined ratios in the SLA. Service violation occurs and intrusion may be launched when the predefined ratios are exceeded. The complementary services of DiffServ and MPLS techniques guarantee accurate measurements, whereas the complementary measurements of active and passive techniques immunize network performance against scalability limitation. Simulation results indicate that the proposed approach is capable of monitoring SLA violations and can filter out traffic of intruders who breach SLA without disturbing the normal traffic of legitimate users.     

大规模互联网端到端行为评价指标研究

目前,Internet端到端行为的研究仅仅局限在包延迟、包丢失等测量指标的研究上,但如何根据测量指标对链路的性能进行评价却没有做深入研究。文章针对链路特性提出了两个评价指标:稳定系数和总体评价系数,对链路的稳定性和总体性能进行了评价。其中,稳定系数是评价网络链路稳定性的一个系数,总体评价系数是体现链路稳定性和链路速率的综合特性的一个系数,它反映了目前链路给用户的总体使用效果。接着文章介绍了在实际测量中用到的笔者自己编写的测量工具Posip。该工具采用指数间隔进行测量采样,并解决了一般ping工具中的“应答包丢失”问题。最后,文章使用工具posip对我国Internet教育网和科技网中的43条链路进行了测量和分析,并使用两种评价指标对所测链路进行了评价,取得了较好的效果。     

基于多采集器网络流量测量系统的设计与实现

网络流量1测量系统提供了一种测量和理解网络流量特性的工具。该文首先介绍了网络流量测量系统框架和当前流行的抓包构件BPF的原理,深入分析了造成基于BPF构件的被动网络测量系统可能的丢包因素,并给出了相应的解决办法;设计和实现了一种基于多采集器的网络流量测量系统;测试表明,与基于单采集器的被动网络流量测量系统相比,该系统明显减少了采集器端的丢包率,提高了系统测量的准确性。