实时网络流量监测系统的研究与实现

论文摘要

随着宽带互联网在中国的迅速发展,全国各大运营商的网络规模不断扩张,网络结构越来越复杂,网络业务也越来越丰富,网络流量高速增长,对网络流量进行实时监测成为了一种必然的趋势。通过对网络以及网络所承载的各类业务进行及时、准确的流量和流向分析,可以挖掘网络资源潜力,控制网络互联成本,并为网络规划、优化调整和业务发展提供基础依据。本文首先在实时性能相关技术的基础上研究了实时性能告警算法,然后深入研究了实时网络流量监测系统的设计和开发,提出了一种基于网络流量分析的实时网络流量监测系统的设计方案,分析了系统的网络部署、总体设计以及系统实现的各个模块设计。实时性能告警算法包括基线算法、容忍度计算方法和告警产生机制。本文重点研究了基线算法,它包括动态基线算法和静态基线算法,这两种算法主要针对不同的监控目的,动态基线算法用于监控波动幅度较大的指标,静态算法用于监控波动幅度较小的指标。该网络流量监测系统有四个模块,包括流量采集设备、中央分析服务器、数据库和流量分析终端,能够完成网络流量数据的采集、汇聚、传递、存储、过滤、分析、表示等功能。在实际网络中部署时,流量采集设备通常部署在网络接入层和汇聚层。目前该系统能够对不同的网络业务、网络用户和网络设备进行监测,获得统计分析结果并以动态网页的形式加以呈现。该系统目前处于实验室测试阶段,测试结果表明,该系统性能优良,运行稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 一. 绪论
• 1.1 计算机网络的发展
• 1.2 网络流量监测的意义
• 1.3 Web的发展
• 1.3.1 Web技术发展的第一阶段——静态文档
• 1.3.2 Web技术发展的第二阶段——动态网页
• 1.3.3 Web技术发展的第三阶段——Web2.0时代
• 二. 相关技术研究
• 2.1 网络流量监测方法
• 2.1.1 主机内嵌软件方法
• 2.1.2 基于SNMP的流量监测技术
• 2.1.3 基于Netflow的流量监测技术
• 2.1.4 基于硬件探针的监测技术
• 2.2 网络流量监测内容
• 2.2.1 流量分析与统计
• 2.2.2 业务分析
• 2.2.3 用户行为的分析
• 2.2.4 入侵检测
• 2.3 实时性能监控相关技术
• 2.3.1 基本原理
• 2.3.2 指标选择
• 2.3.3 指标数据相关规定
• 2.3.4 告警产生原理
• 2.4 DDoS攻击相关技术
• 2.4.1 DDoS概念
• 2.4.2 DDoS攻击分类
• 2.4.3 DDoS攻击类型
• 三. 基线算法
• 3.1 静态基线算法
• 3.1.1 定义及原理
• 3.1.2 基线的取定方法
• 3.1.2.1 手工设定方式
• 3.1.2.2 自动设定方式
• 3.2 动态基线算法
• 3.2.1 定义及原理
• 3.2.2 基线的取定方法
• 3.2.2.1 历史统计数据选取及预处理
• 3.2.2.2 计算动态基线
• 3.3 基线的定期修正
• 3.4 基线值手动调整
• 四. 监测系统设计
• 4.1 网络部署
• 4.2 体系结构
• 4.3 模块设计
• 4.3.1 流量采集模块
• 4.3.2 中央分析服务器模块
• 4.3.2.1 流量分析模块
• 4.3.2.2 基线告警生成模块
• 4.3.3 DDoS告警汇聚
• 4.3.3.1 解析数据
• 4.3.3.2 汇聚数据
• 五.实时流量监测系统的web网管
• 5.1 Web网管的特点
• 5.2 Web网管的实现
• 5.2.1 服务器端技术
• 5.2.2 客户端技术
• 5.3 系统的结果显示
• 5.3.1 基线流量曲线图
• 5.3.2 实时流量曲线图
• 5.3.3 告警记录
• 六.总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录