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跨平台的应用层网络流量监控的研究与设计

2020-11-24阅读(970)

跨平台的应用层网络流量监控的研究与设计

论文摘要

随着互连网技术的快速发展，网络结构的日益复杂，网络的安全性、可管理性及传统应用受到了挑战。网络新应用层出不穷，网络结构从传统的非对称的C／S，B／S模式，逐渐转向P2P结构的应用模型。网络应用从以前简单的、消耗网络带宽很少的简单页面浏览，电子邮件，文字聊天等转变为高清晰音视频传输、交流、P2P电影、音乐等下载等数据流量激增的各种应用。网络管理面临很多新的挑战，如网络出口拥塞、病毒泛滥和P2P软件滥用网络资源等等。因此需要监视网络中的关键资源，同时进行流量监控和流量分析，为网络管理员对网络资源的分配和对网络性能的提高提供参考依据。在此次研究中，针对传统的网管软件、网络工具仅通过对OSI模型第三、四层网络流量的监测和检查，获得的信息资料简单而笼统的问题，为了适应现代网络发展的需要，设计了在多种系统平台上对网络流量中各种应用协议流进行分别分析监控，特别是针对那些采用动态连接端口、伪装HTTP协议和传输分块等来逃避识别和检测的已知P2P应用，根据payload特征和检测效率分层分模块建立相应的分析模型进行识别和监控。对于新出现的和未知的新应用层协议，进一步使用数据挖掘、机器学习等技术设计机器自动分类识别功能来提取新应用层协议的特征，为监控与管理新出现的各种应用层协议特别是未知P2P应用协议提供思路和方法。最后，通过对实际网络主干流量的分类监控和获得的数据，辅助网络流量仿真软件，进行了网络流量的长相关特性的不同应用协议分类分析，发现和传统应用流量相比，P2P流量仍然具有长相关特性，这为下一步设计网络流量的预测模型提供了实际数据的依据。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 引言
  • 0.1 研究背景
  • 0.2 主要工作
  • 0.3 论文的组织
  • 第一章 网络流量监控的常用方法
  • 1.1 网络流量监控简述
  • 1.2 网络流量监控的常用工具
  • 1.2.1 MRTG
  • 1.2.2 Sniffer Portable
  • 1.2.3 NetDetector
  • 1.2.4 NBAR
  • 第二章 网络应用层流量监控理论和研究现状
  • 2.1 互联网络应用结构的新变化
  • 2.2 网络应用层协议流量监控的发展
  • 2.3 网络应用层协议流量监控的原理
  • 2.4 网络应用层协议流量监控研究设计
  • 2.4.1 HTTP
  • 2.4.2 POP3和FTP
  • 2.4.3 SMTP
  • 2.4.4 MSN
  • 2.5 端口和特征串方法的比较
  • 第三章 P2P应用流量的识别与监控
  • 3.1 P2P系统简介
  • 3.1.1 P2P系统概念
  • 3.1.2 P2P系统发展
  • 3.2 P2P业务特征及危害
  • 3.3 P2P流量的的识别与监控
  • 3.3.1 基于流量特征的检测技术
  • 3.3.2 基于会话（session）的分类
  • 3.3.3 （TCP/UDP）IP pair法识别引擎
  • 3.3.4 连接模式识别引擎
  • 3.3.5 双向识别
  • 3.3.6 深层数据包检测技术（DPI）
  • 3.3.6.1 BitTorrent
  • 3.3.6.2 eDonkey
  • 3.3.6.3 gnutella
  • 3.3.6.4 Kazaa
  • 3.4 新方法提出
  • 3.4.1 整体设计模型
  • 3.4.1.1 前台模块设计
  • 3.4.1.2 后台模块设计
  • 3.4.1.3 关于加密的协议流分析
  • 第四章 流量监控的设计与开发
  • 4.1 系统应具备的功能
  • 4.2 系统的实现平台和开发环境
  • 4.2.1 网络测试监控平台简介
  • 4.2.2 流量测量网络拓扑
  • 4.2.3 涉及到的测试设备
  • 4.2.4 网络数据采集技术
  • 4.2.5 应用层协议分析技术
  • 4.2.6 数据包成流技术
  • 4.3 流量监控分类具体设计
  • 4.3.1 识别方式介绍
  • 4.3.2 分层分类分析检测流程图
  • 4.3.3 对未知的流进行处理的方法
  • 4.3.4 机器学习分类过程
  • 4.4 程序设计
  • 4.4.1 总体设计概述
  • 4.4.2 前台设计
  • 4.4.3 后台设计
  • 4.5 小结
  • 第五章 流量分析
  • 5.1 进行流量分析
  • 5.1.1 性能分析的一般方法
  • 5.1.2 利用软件进行仿真分析
  • 5.1.2.1 用OPNET进行传统业务流量分析
  • 5.1.2.2 用P2P仿真软件对P2P新应用流量分析
  • 5.1.3 P2P仿真与传统仿真软件的比较
  • 5.1.4 数学建模分析
  • 5.2 流量模型的提出
  • 5.3 长相关模型
  • 5.3.1 自相似过程的定义和特性
  • 5.4 长相关特性和HURST参数
  • 5.4.1 P2P流的长相关
  • 5.4.2 不同系统中流的长相关特性
  • 5.4.3 P2P流Hurst参数实验测试与结果
  • 5.4.3.1 实验测试
  • 5.4.3.2 实验结果
  • 第六章 结论
  • 6.1 研究结论
  • 6.2 本课题进一步的研究方向
  • 6.3 系统研究前景
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录

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