基于流粒度的OpenFlow分组缓存管理模型

基于OpenFlow的软件定义网络(SDN)技术通过在OpenFlow交换机中建立有效的缓存模型,能够大幅减少控制平面和数据平面的通信负载,但整条数据流的缓存模型会对数据流的传输造成较大延时,降低整个SDN的数据传输性能。针对该问题,引入PiBuffer流缓存模型,构建基于报文分组粒度的分组缓存模型。通过在控制平面建立流路由和流状态的缓存信息,分别对流报文之间和交换机之间的数据传输采用"分组缓存,组内保序"机制和"传输询问,完成通知"机制,并对控制平面和数据平面的通信消息进行优化,以提高数据中心网络的通信性能。软件模拟结果表明,在数据中心基于OpenFlow技术的SDN网络中,该模型比流缓存模型具有更优的通信性能。

NTCI-Flow:一种可扩展的高速网络流量处理框架

针对当前基于软/硬件的流导出技术存在的数据失真、不易扩展等问题,本文提出一种准确、通用、易扩展的高速网络流量处理框架NTCI-Flow。首先,基于PF_RING DNA实现了高性能的网络包抓取,采用基于网络包五元组的负载均衡策略对网络包进行分组分发,并利用批处理、无锁队列、多线程等技术将多个网络包封装为单条大消息并行发送,改进与优化网络包转发性能;然后,采用Kafka消息系统作为中间件接收并缓存网络包,从而实现网络包的分布式导入;接着,基于Storm搭建实时流处理平台,开发并部署分布式流重组应用,实现从Kafka中读取网络包,解析并抽取五元组、包大小、时间戳等信息后重组成网络流;最后,增加Hive流数据导入模块,将导出的网络流数据以Parquet格式实时存入HDFS,利用Hive Metastore存储并管理元数据,同时采用基于时间的动态分区机制以减少按时间检索时不必要的磁盘IO。实验结果表明:网络流量采集模块可实现万兆流量的准确采集与转发,即使在万兆流量均为最小包(60字节)的情况下,仍可保证仅有0.03%的丢包率;网络流量导入模块吞吐率与磁盘写入性能相关,在使用7块硬盘缓存数据时吞吐率可达775 MB/s;分布式流重组模块具有良好的通用性及扩展性,通过简单配置即可达到1.26×10~7包/s的吞吐率。目前,NTCI-Flow已用于采集与处理某机构的出口流量,该机构平均流量约3.5 Gbps,峰值带宽为6 Gbps,每秒包数最高可达百万级。在该实际应用中,NTCI-Flow运行情况良好,由其得到的流量数据比Net Stream更准确。

基于统计分析的高速网络分布式抽样测量模型

分布式被动测量是研究网络行为的一个重要手段 ,其面临的主要问题是难以实现高速网络流量测量 ,因此需要使用抽样技术 .分布式抽样测量技术需要解决两个关键问题 :分布式测量点测量报文的一致性和抽样样本的统计随机性 .为此 ,抽样测量的核心是选择合适的抽样掩码匹配位串 ,以保证抽样样本的随机性 ,且实现分布式测量点的信息一致性 .文章对CERNET主干网络流量IP报头各字段的随机性进行分析 ,结果表明标识字段 16bits满足抽样掩码匹配位串要求 ,并对抽样样本的随机性和统计属性进行分析 .实验验证抽样样本既能用于网络行为研究也能用于流量行为研究 .

互联网流量的演化研究

随着网络应用的层出不穷,互联网流量的特征是否发生了显著的变化是网络运营者和研究者关注的重要问题。为了发现互联网流量的长期演化规律,以互联网数据分析合作组织提供的五年骨干网流量数据为研究对象,分别从数据包、数据流和网络应用方面进行了分析研究;同时,基于数据包和字节序列,采用多种方法检验了流量的自相似特性。结果表明,网络流量的多个特征在演化规律上呈现出各异性的同时,网络流量的自相似特性依然存在,并且在数据包序列和字节序列上具有同一性,为互联网的协议设计、设备开发、网络管理等提供了数据支持。

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.

基于网络通信指纹的启发式木马识别系统

对比传统木马检测技术的原理及特点,根据网络数据流检测木马的需求,提出一种基于网络通信特征分析的木马识别方法。引入通信指纹的概念扩展通信特征的外延,用实验方法归纳木马在连接、控制和文件传输阶段表现出的通信指纹信息,设计并实现一个启发式木马网络通信指纹识别系统。测试结果表明,该系统运行高效、检测结果准确。

快速数据包分流算法研究

基于"流"的数据包分类算法已经在第四层交换等领域中得到了应用,该类算法的特点是流表的容量大,流表的更新速度较快。"快速的数据包分流算法"采用了散列算法的基本思想,并引入了流的局部性原理来加速散列查找的过程,用软件对该算法进行了仿真测试,并在最后从时间复杂度和空间复杂度两个方面对其进行了性能分析。实验结果表明,该算法具有良好的时间复杂度和空间复杂度,可以实现快速的分流。

软交换实验系统SIP信令监听软件的设计与实现

提出了交换环境下在客户端远程监听SIP服务器的设计方案,具体介绍了方案的整体设计与实现,并给出了测试方法和结果,实现了在客户端查看服务器端相应SIP消息和呼叫流程图的功能。

路由器中的包分类算法研究

在Internet路由器中将数据包分类成流采用了散列算法的基本思想,并引入了流的局部性原理来加速散列查找的过程,用软件对该算法进行了仿真测试,并在最后从时间复杂度和空间复杂度两个方面对其进行了性能分析。实验结果表明,该算法能够快速地实现分流。

计算机网络安全可视化研究平台设计与实现

基于当前现状设计并实现计算机网络安全可视化研究平台。在对现有可视化工具包分析研究的基础上,结合计算机网络安全可视化研究的特点,提出计算机网络安全可视化研究平台的总体目标:实现安全数据整合、可视化方法整合、分析操作整合。根据插件化、集成化、可扩展性、开放性、平台无关性和易操作性等方面的具体要求,对该研究平台进行设计并实现了原型系统。该平台可作为计算机网络安全可视化研究的工具,同时也可用于教学实验、可视化方法测试、协作交流等工作。

基于WiFi的无线语音接收终端设计

针对目前的语音调度系统存在实时性差、需要布设大量电缆等问题,设计了一种基于WiFi的无线语音接收终端。该语音接收终端工作时,无线收发模块GS1011接收来自无线网络的数据帧,STM32微控制器以中断方式将接收到的数据放入环形缓存区中,当环形缓存区数据大于播放阈值,STM32微控制器从环形缓存区中读取语音数据并通过音频编解码模块VS1053解码播放。同时,该语音接收终端采用RTP协议结合环形缓存及动态调整语音回放速率的措施来消除网络抖动现象。测试结果表明,该语音接收终端响应时间不到1s,语音信号稳定,消除了网络抖动带来的影响。

第三代移动通信系统中分组数据业务模型的研究

业务源模型建立的准确与否直接关系到 3G系统性能分析的准确度 ,因此 ,借鉴了现有网络已有的业务模型 ;对未来 3G无线分组数据业务的特性进行了分析 ,给出了若干典型的无线分组数据业务模型。最后针对业务源建模的相关技术进行了研究 ,提出了一种用于无线分组业务建模的分析流程与建模方法 。

基于分组流的交通流诱导与控制研究

交通流诱导与控制是解决现代交通难题的有效手段,根据Internet分组流管理的基本思想,研究了城市路网交通流的诱导与控制。从4个主要方面比较了交通流与分组流的相似性,从而证明了把后者的理论应用于前者的可行性。介绍了分组的路由算法和拥塞控制策略,提出并举例说明了动态诱导路径的分区分层算法,交通拥塞控制的分布式交通量均衡方法。实践证明了这一方法应用于交通流的诱导和控制是可行和有效的。

网络流量测量与监控系统的设计与实现

在基于TCP/IP网络的SNMP管理协议的基础上,设计完成了B/S模式的动态网络监控系统,实现了网络流量数据获取,网络报文数据获取,流量分析与实时监控的功能。通过重组、分析所获得的数据,将其还原成完整的HTTP、FTP、TELNET应用的内容,并建立保存相应记录的数据库。

基于网关的应用软件流量监控系统设计

针对互联网中存在大量的网络娱乐性的应用软件业务流量影响了互联网关键业务的应用,研究了一种基于网关的应用软件流量监控系统。该系统主要分为检测报文、用户管理、控制报文和数据特征库四大部分,并采用Netfilter框架实现包过滤算法。

基于局域网的IP数据包捕获与分析

本文介绍了如何实现局域网中IP数据包的捕获、分析并得到远端IP、通讯协议、远端端口、数据包大小等相关信息,利用对网络流量的实时统计实现对IP数据包的监控,以达到安全防范的目的。

一种新型网络流量系统的设计与实现

随着网络技术的不断发展和Internet的普及,网络上的通讯流量日益增加,在这种情况下我们有必要对网络的流量进行统计,而如何有效又精确地对网络流量进行统计,则深深地困扰着网络管理人员。本文给出了一个不同于以往大多数基于网络层的方法,提出了一个基于数据链路层的新的设计思路,并结合一个动态链接库Winpcap来具体实现对网络流量的统计。

基于多传感器信号传输网络的TCP增强方法

为了解决多传感器信号传输中端到端TCP协议存在的如高丢包率、带宽不稳定、动态拓扑以及存在由于多信号同时传输产生拥堵,导致网络传输性能降低等问题,提出了一种基于多传感器信号传输网络的传输控制协议M-TCP.M-TCP采用了一种基于瓶颈节点信息反馈的新的流量控制机制,取消了慢启动探测网络带宽阶段,在连接建立后便采用较理想的发送速率进行数据传输,成功避免了传输振荡.结果表明,M-TCP在数据吞吐量、丢包率和传输延迟等方面具有较大优势,能够很好地提升传输网络的传输性能.

基于校园网的P2P流量识别技术研究

通过传输层的流量特征检测法和应用层数据包深度检测法,较准确地识别出P2P流量,结合以上两种方法的优缺点,提出一种启发示P2P流量识别方法.

网络数据流转发优化与流量控制研究

通过探讨网络数据流的常见捕获和过滤方法,提出了对获得的网络数据流进行检测和分类的技巧;并在此基础上实现了一种优化传递网络数据流的方法。最后指出了在网络数据流量比较大的情况下,合理分配网络资源的研究趋势。