决策树报文分类算法

报文分类是网络的基本功能,研究人员在过去二十年提出了众多解决方案,其中决策树报文分类算法由于吞吐量高、适用于多字段、可流水线化等特点受到了广泛关注和深入研究。介绍了决策树算法最新研究成果,阐述了决策树报文分类算法的几何意义、常用技术和测试基准,从节点切割技术和规则集分组技术两个维度对决策树算法进行了系统分析和归纳。针对两类常用的决策树构建技术介绍了其中的典型算法,对比了各种典型算法的设计思路和特点,分析了它们的适用场景。总结并展望了决策树算法的下一步研究方向。

面向TSN的同步网络模型及应用

为建立一套基于CPU+FPGA架构的完善自主化TSN方案,提出面向TSN的同步网络模型SyncNet。以全网高精度时钟同步为基础,结合网络设备的确定性转发机制以及全局流量调度规划软硬件协同保障TSN的确定性传输。基于SyncNet网络模型在可编程网络设备上构建一套TSN原型系统,并对该原型系统进行测试验证,实验结果表明,该网络原型可以有效保障混合流量模式下时间敏感流量的传输时延确定性。

SSA:一种面向CQF模型的TSN资源调度算法

时间敏感网络(time sensitive networking,TSN)的目标是在工业控制和5G领域为时间敏感流提供低延迟、低抖动的确定性传输服务.资源调度是保证TSN服务质量的关键技术之一.为此,TSN标准中提出循环队列转发模型(cyclic queuing and forwarding,CQF),但是缺乏相应的资源调度算法对多流进行合理的资源分配以避免传输冲突.由于时间敏感流量具有周期性、特征预知的特点,主要从时间维度研究如何将CQF模型中的队列资源合理分配给多条数据流.将该问题抽象为多约束条件下的资源规划最大化问题,提出基于起始时隙分配的轻量级资源调度算法(start-slot assignment based scheduling algorithm,SSA). SSA通过对端系统上发送时隙进行调节,在满足约束条件的前提下最大化对队列资源的使用,避免了端到端逐跳的时隙分配.实验结果表明,与不控制时隙的直接调度方式相比,该算法能够将成功调度的流数目平均提高41. 84%.

可扩展并行入侵检测体系结构

传统的入侵检测系统难以应对网络带宽飞速提高和网络攻击方式不断增多对处理效率和可靠性的要求。为此,本文提出了一种可扩展并行入侵检测体系结构。该架构利用分发节点的并行、探测节点的并行处理优势,自主设计的基于两级哈希映射的流量划分算法和负载均衡算法,并利用Java语言开发了一整套管理操作界面。实验结果表明,该架构具有很高的有效性和可靠性。

FlexTSN:一种灵活的TSN交换实现模型

时间敏感网络(time-sensitive networking,TSN)的核心是为标准以太网赋予关键流量的确定性转发服务,同时能够实现混合优先级业务流量的一体化传输,从而成为业界和学术界备受关注的新兴技术.相比于标准以太网交换,TSN交换通过引入高精度的时间同步特性提供门控机制和时间感知的分组调度等服务,使得以太网有能力提供确定性延迟的转发服务.目前,IEEE 802.1 TSN工作组从时间同步、流管理、流控制以及可靠性等方面对TSN的设计实现提供较为完善的标准.而现有的工作难以加快TSN技术的实现和应用,其难点在于目前缺少一种面向TSN的通用交换实现模型进行快速的原型系统搭建和关键技术的验证.为此提出一种灵活的TSN交换的实现模型FlexTSN.FlexTSN基于模块化与功能松耦合的思想,将TSN交换节点解耦为通用处理模块和时间感知模块,支持TSN交换机的快速重构.此外,FlexTSN通过扩展PTP同步协议提供一种轻量级高可靠的网络管理机制用于进行细粒度集中式的状态收集和配置.然后基于该模型在可编程的FPGA平台上实现了一种支持简化的循环队列转发模型(cyclical queuing and forwarding,CQF)的TSN原型系统.通过从资源开销和服务质量等方面进行测试评估,实验结果证明FlexTSN能够实现敏捷的原型系统组网及TSN关键技术的快速验证.

美太空领域网络安全能力建设研究

在现代信息化战争中,太空是获取信息资源、提供全球互联、夺取信息优势的关键战略领域。随着太空领域网络化、信息化的发展,开发太空系统时标准硬件和通用协议的应用越来越多,导致太空系统与地面其他信息系统一样,面临着日趋严峻的网络安全威胁。近年来,美国政府、军方与产业界共同努力,陆续发布了多项针对太空网络安全的战略政策和标准规范文件,采取了一系列新举措,积极发展建设太空领域网络安全能力。通过跟踪美国在太空网络安全领域的发展动态,分析其网络安全能力现状和特点,为我国相关领域的发展建设提出启示建议。

面向OPC UA/TSN架构的工业控制网络安全防护研究

OPC UA和TSN作为新一代工业控制网络的核心技术,分别为工业通信提供了灵活的多对多通信模式和通信实时性保证。智能制造作为新一代工业发展的立足点,在传统工业网络架构的基础上打通了从现场控制层到云端的连接,使得原本较为安全的现场设备层面临着严重的安全威胁。文章首先对OPCUA/TSN架构下的工业控制网络架构和现有的工业控制网络安全防护架构进行了介绍,指出现有的安全防护措施不足以保证OPCUA/TSN架构的安全性,分析并指出了OPCUA/TSN架构面临的安全威胁,进而提出了一种设立在现场设备层和现场控制层之间的软硬协同的安全网关防护系统OTS-Gate。

非接触式手掌识别

单一掌纹特征难以全面描述手掌信息,导致识别率较低。为了提高识别率,提出了一种基于Gabor滤波的掌形、掌纹、关节融合手掌识别方法。首先对手掌图像进行预处理,然后提取手掌图像的特征,最后进行特征匹配。实验结果表明,融合多特征的方法是有效的。