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1網(wǎng)絡(luò)流量識別模塊

1.1網(wǎng)絡(luò)流量檢測網(wǎng)絡(luò)流量檢測依托于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布采集系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，節(jié)點上的采集程序以一定周期對路由節(jié)點的節(jié)點標識、端口IP地址、節(jié)點狀態(tài)等信息進行采集，并以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對采集結(jié)果進行存儲和發(fā)送。位于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中心服務(wù)器上的服務(wù)端程序?qū)Πl(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息進行收集和整理。在收集的過程中，對每一個連接進來的節(jié)點信息發(fā)送請求，服務(wù)器端程序均為其新建一個線程，多線程的操作保證了多個節(jié)點數(shù)據(jù)信息的同步接收。所有節(jié)點的信息都被存儲在一個特定的字段里，服務(wù)器端的程序?qū)υ撟侄我韵嗤芷谶M行掃描，在每個時間點對字段信息進行采樣，采樣結(jié)果即為當前時間網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)信息。此時的粗數(shù)據(jù)由于對應(yīng)關(guān)系還沒有建立起來，還不能用于可視化顯示。因而有必要對這些信息做及時的分類處理，而分類處理的最長時間不得超過采集周期。數(shù)據(jù)分類的過程以路由節(jié)點標識為關(guān)鍵字，多個線程同時運行。一方面，一個獨立的線程用于掃描信息，并將信息填寫在對應(yīng)的路由節(jié)點信息表上；另一方面，數(shù)據(jù)處理模塊參照著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點拓撲連接關(guān)系，將一條鏈路的兩個不同節(jié)點上對應(yīng)的連接端口關(guān)聯(lián)起來，并將其帶寬利用率進行加法，得出該鏈路的帶寬使用率。

1.2網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控技術(shù)依托于處理后的數(shù)據(jù)得出的鏈路流量信息，即鏈路帶寬利用率。通過設(shè)定自定義的流量閾值，并且定時對鏈路帶寬利用率進行檢測，即可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)流量的監(jiān)控。對于即時鏈路帶寬利用率超過閾值的鏈路，系統(tǒng)將對其進行統(tǒng)計，統(tǒng)計后的結(jié)果存儲在一個固定的字段內(nèi)。該字段內(nèi)的所有鏈路信息將用于顯示全局網(wǎng)絡(luò)所有鏈路的鏈路狀態(tài)，即當前的鏈路帶寬利用率。

2業(yè)務(wù)類型感知模塊

對于不同性質(zhì)的業(yè)務(wù)，例如數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)，其所需要的帶寬資源也有所不同。要實現(xiàn)需求和資源的匹配，就必須為路由決策模塊提供業(yè)務(wù)類型信息。通過對網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的監(jiān)控，時時檢測出每條到達節(jié)點流的具體信息，在傳統(tǒng)的只基于五元組的識別分析基礎(chǔ)上，進一步利用深度包檢測技術(shù)通過提取有效載荷，深入分析協(xié)議類型。通過實時對網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點進行監(jiān)控，研究一種比傳統(tǒng)意義上緊限于對五元組提取分析方法的更加高效，精確的業(yè)務(wù)流識別機制，為網(wǎng)絡(luò)提供更加智能的判斷和決策的依據(jù)。

2.1協(xié)議識別概念流：指在某一段固定時間內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)上一個觀測點的IP報文集合。屬于一個特定流的所有報文有一些相同屬性。應(yīng)用層協(xié)議識別的對象不是耽擱報文，而是將“流”作為一個整體考慮。協(xié)議識別：標識出網(wǎng)絡(luò)中每個流所使用的應(yīng)用層協(xié)議，其是基于使用類型的流分類的延伸和精華。在基于使用類型的流分類問題中，每個類別可能包含某些屬性類似的多種協(xié)議，協(xié)議識別問題必須對流進行更精細的分類，使得每個類別中的流只包含一種應(yīng)用層協(xié)議。流分類：指利用流以及流中報文的某些信息將網(wǎng)絡(luò)上的流分成既定的若干類別，其是報文分類的擴展。

2.2解決協(xié)議識別問題的基本思想從本質(zhì)上看，協(xié)議識別問題是多元統(tǒng)計學中的判別分析在實際中的應(yīng)用。首先根據(jù)所選擇的n維流信息將流分為K個類別，每個類別對應(yīng)一個協(xié)議，對于新到來的流，計算其自身的n維流信息值，根據(jù)記錄將其劃分到相應(yīng)的類別中，給出類別號即協(xié)議名。

2.3識別方案首先，在網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流進行監(jiān)控，利用抓包工具時時進行包抓??；然后根據(jù)對不同的包特征進行初步提取分析，確定不同流，并從所抓取得多條流中分出單條流進行進一步的分析，從而確定流的類型；最后將識別出的流協(xié)議類型傳送到中心服務(wù)器，根據(jù)中心服務(wù)器的決策，并接受中心服務(wù)器的反饋來實現(xiàn)動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)智能決策。圖3給出了協(xié)議識別程序的具體流程，通過將抓取的數(shù)據(jù)流通過進程間的相互通信傳送給協(xié)議識別接口，協(xié)議識別程序按照基本程序框架設(shè)計分析，對抓取包的信息進行提取分析并識別出相應(yīng)的協(xié)議類型，從而進一步識別出其所屬流的類型，然后將所識別出的信息發(fā)送給中心服務(wù)器以完成進一步的工作。

3測試實例

發(fā)送一條數(shù)據(jù)流，此時，在網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中會看到這條數(shù)據(jù)流的流動走向及數(shù)據(jù)流信息。通過路由決策，此時這條數(shù)據(jù)流選擇的傳輸路徑如圖4。此時在同一個終端上訪問另外一種類型的服務(wù)(此處以ftp為例)，并開始傳輸，從拓撲圖中可以看到，同一目的地址不同的數(shù)據(jù)流(綠色虛線代表ftp類型數(shù)據(jù)流)，選擇了不同的路徑來進行傳輸。測試實例證明，在新型路由架構(gòu)下添加網(wǎng)絡(luò)流量識別模塊與業(yè)務(wù)類型感知模塊，大大提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率，很好的實現(xiàn)了負載均衡，經(jīng)過可視化處理，使當前網(wǎng)絡(luò)中存在的業(yè)務(wù)種類及信息能夠被清晰呈現(xiàn)。

4結(jié)論

本文提出的智慧型網(wǎng)絡(luò)拓撲感知方案，在新型的“物理分布，邏輯集中”的路由架構(gòu)下，增加了對全局網(wǎng)絡(luò)流量的發(fā)現(xiàn)、監(jiān)控等機制，與可視化技術(shù)相結(jié)合，著重實現(xiàn)對鏈路流量的實時顯示研究，并通過設(shè)定流量門限值，實現(xiàn)對流量值區(qū)間的實時感知。同時本文還研究了一種對全局網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的識別方法，實現(xiàn)對全局網(wǎng)絡(luò)中存在業(yè)務(wù)的動態(tài)感知，經(jīng)過可視化處理，使當前網(wǎng)絡(luò)中存在的業(yè)務(wù)種類能夠被清晰呈現(xiàn)。

作者：段穎嫻單位：北京郵電大學網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院下一代互聯(lián)網(wǎng)中心