园区网络流量监测系统研究与设计

论文摘要

随着网络速度的不断提高，规模的扩大，以及应用需求的多样化，网络上的数据流变得复杂而多变。这都给网络管理和维护以及网络安全提出了更新、更高的要求。网络管理软件、防火墙软件、网络监控系统等都要求能够对网络数据包进行高速采集和分类，再根据不同的包进行不同的处理。实现网络数据采集和分类的方法，从实现形态上大致可以分为硬件实现和软件实现。对于中小型中低速网络上的应用来说，硬件的实现代价一般较高，设计周期长，而软件实现则可以避免这些不足。本课题深入研究了如何用软件来实现一个功能完善的流量监测系统。本文首先分析了从事网络流量监测研究的现实意义，并仔细研究了RTFM实时网络流量监测模型，在此基础上，归结出了实现一个高性能的测量器将遇到的两个关键问题，即高速报文捕获技术与快速多维报文分类算法。然后，本文重点就集中于在研究己有实现技术的基础上，形成我们对这两个问题的解决方案。该方案包括以WinPcap技术进行报文捕获，以改进的Tuple Space Search算法NCHTSS（Non-Collision Hash Tuple Space search）为报文分类算法。在研究和实现了这些关键功能之后，本文给出了流量监测系统的总体设计与实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的内容及目标
• 1.2 作者的主要工作
• 1.3 本文的章节安排
• 第二章 网络流量监测的研究
• 2.1 网络流量监测研究的现实意义
• 2.2 网络流量监测系统的原型研究
• 2.2.1 流量监测的认识
• 2.2.2 RTFM流量测量模型的研究
• 2.3 网络流量监测系统的现状
• 2.4 本章小结
• 第三章 关键问题研究
• 3.1 报文捕获研究
• 3.1.1 报文捕获的硬件配置
• 3.1.2 报文捕获软件方法
• 3.2 多维报文分类算法研究
• 3.2.1 包分类问题定义
• 3.2.2 计算几何的范围问题
• 3.3 NCHTSS（Non-Collision Hash Tuple Space Search）算法
• 3.3.1 建立无冲突的规则数据库
• 3.3.2 构造无冲突的哈希函数
• 3.3.3 详细的查找过程
• 3.3.4 主要的数据结构
• 3.3.5 算法性能分析
• 3.4 小结
• 第四章 流量监测系统的设计和实现
• 4.1 流量监测系统总体设计
• 4.1.1 用户管理
• 4.1.2 流量采集
• 4.1.3 数据存储
• 4.1.4 流量分析
• 4.2 系统主要功能模块详细设计
• 4.2.1 流量采集模块
• 4.2.2 协议解析模块
• 4.2.3 流量分析模块
• 4.2.4 用户界面部分
• 4.3 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 流量监测系统研发的总结
• 5.2 进一步的工作
• 参考文献
• 发表论文与科研情况