基于NetFlow的网络流量管理技术研究

论文摘要

随着网络规模的不断扩大和结构的日渐复杂,网络流量可视化成为了网络管理软件不可缺少的功能。针对当前主流的可视化流量管理软件仅具有展示统计图表而未结合网络拓扑结构对流量分布进行展示这项不足,本文设计并实现了将网络流量分布和拓扑结构相结合的流量管理原型系统,该原型系统能够简单快速的定位大象流,且增加了在网络拓扑结构界面上对其进行展示的功能。针对原型系统的实际需求本文设计了面向NetFlow流量信息的大象流提取算法。该算法通过对NetFlow流量信息进行三次筛查确定了流量中的大象流。通过实验证明,算法能较好对流量中的大象流进行提取。随后根据原型系统的需求设计了基于子网固定主机的拓扑发现技术。通过对多种拓扑发现技术进行适当使用,算法可以获得当前网络的拓扑结构。在获得网络拓扑结构后,本文提出了路由信息完整和不完整的情况下的端到端路径推断算法,通过实验证明该算法能够有效对网络中的端到端路径进行推断。本文最后设计并实现了基于NetFlow的流量分析管理原型系统,对该系统的模块组成、数据接口进行了说明和实现。该原型系统通过对NetFlow流量和网络拓扑信息进行分析,完成了对流量类型进行识别和在拓扑结构上对流量进行展示的功能。通过综合分析,证明了该模型的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.3 本文所做的主要工作
• 1.4 本文的组织结构
• 第二章 网络管理技术简介
• 2.1 流量采集系统简介
• 2.1.1 流量采集系统比较
• 2.1.2 NetFlow 流量采集系统简介
• 2.2 流量分析技术简介
• 2.2.1 网络流量分类技术简介
• 2.2.2 网络异常检测方法简介
• 2.2.3 宏观流量检测技术简介
• 2.3 拓扑发现技术简介
• 2.3.1 IP 地址聚类拓扑猜测技术简介
• 2.3.2 基于traceroute 拓扑发现技术简介
• 2.3.3 基于SNMP 协议的拓扑发现简介
• 2.3.4 基于端到端流量信息的拓扑判定简介
• 2.4 网络路由简介
• 2.4.1 网络路由原理简介
• 2.4.2 网络路由协议简介
• 2.5 本章小结
• 第三章 面向NetFlow 信息的层次化流量分类提取技术
• 3.1 层次化流量分类提取技术概述
• 3.1.1 层次化流量分析提取算法研究背景
• 3.1.2 层次化流量分类提取算法问题描述
• 3.1.3 层次化流量分类提取算法流程框架
• 3.2 层次化流量分类提取第一层分类提取算法
• 3.3 层次化流量分类提取第二层分类提取算法
• 3.3.1 基于TopN 的大象流提取算法
• 3.3.2 基于流量统计阈值的异常流量提取算法
• 3.4 层次化流量分类提取第三层分类算法
• 3.5 层次化流量分类提取技术实验分析
• 3.6 本章总结
• 第四章 端到端路径推断技术
• 4.1 端到端路径推断问题描述
• 4.2 面向NetFlow 流量的拓扑发现算法
• 4.2.1 拓扑发现算法框架
• 4.2.2 IP 聚类的拓扑发现技术
• 4.2.3 traceroute 拓扑发现技术
• 4.2.4 SNMP 拓扑发现技术
• 4.2.5 基于端到端信息的拓扑判定技术
• 4.3 端到端路径推断技术
• 4.3.1 端到端路径推断问题描述
• 4.3.2 端到端路径推断算法描述
• 4.3.3 端到端路径推断算法流程
• 4.3.4 推断网络重负载流量路径算法
• 4.4 端到端路径推断算法实验验证
• 4.4.1 树状拓扑路径推断实验验证
• 4.4.2 有环拓扑路径推断实验验证
• 4.4.3 基于路径推断的最重负载路径实验验证
• 4.4.4 实验对比
• 4.4.5 实验总结
• 第五章 基于NetFlow 的流量管理原型系统的设计与实现
• 5.1 原型系统的设计目的与结构框架
• 5.2 原型系统的实现
• 5.2.1 原型系统接口设计
• 5.2.2 原型系统数据库设计
• 5.3 原型系统的测试与分析
• 5.3.1 原型系统测试环境
• 5.3.2 原型测试结果界面
• 5.3.3 原型系统测试分析
• 第六章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果