基于NetFlow协议的网络性能管理系统研究与实现

论文摘要

论文从网络管理的重要性和紧迫性出发，分析了当前网络管理的现状，详细叙述了基于NetFlow协议的网络性能管理系统的设计与实现。鉴于目前市场上网络性能管理系统产品的缺陷，从研究方法、体系结构图、整体架构三个方面提出了一套适合当前需要的网络性能管理系统。从网络管理的前提——数据包的采集出发，介绍了基于“流”的信息采集方法，其中包括基于SNMP的采集方法、基于RMON/PROBE的采集方法、基于包嗅探的采集方法和基于Flow（NetFlow、sFlow）的采集方法。其中重点介绍了NetFlow协议，包括NetFlow协议的原理、NetFlow数据流的格式、NetFlow协议的应用范围和NetFlow的实施方法，同时比较了这几种数据流采集方法在网络管理应用中的优劣。网络管理的原理是基于对原始数据流的分析来进行网络性能监测、网络病毒预警、网络流量计费等等，传统的网络管理软件的开发都是让路由器直接向采集器发送数据包，为了避免其路由器发送数据包数量和内容的不可控性，开发并实现了模拟路由器发包功能的应用程序，为使其发包器发出的数据包与真实情况相符，采取了一系列的措施如：正态分布函数离散数据包源IP和目的IP、用均匀分布函数离散数据包源端口、权重分布函数离散数据包高层协议（数据包目的端口+协议）、基于Libpcap库的IP伪装。系统不断地接收发包器（现实当中是路由器）发送过来的数据包，并对不同的数据包（NetFlow、sFlow、SNMP）解析后进行存储，然后对其进行分类、汇总，进而实现后期的基于NetFlow协议的网络性能监测机制和病毒预警机制。其中包括监测部署、网络实时性能监测、网络历史性能监测、网络设备故障监测、网络链路故障监测、DOS攻击定位、主动病毒扫描。文章最后概述了基于NetFlow协议的网络性能管理系统的总体设计与难点实现，包括基于Netflow协议的海量数据流处理方式和基于Netflow协议的网络性能管理系统测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 NetFlow技术的引入
• 1.2 课题来源
• 1.3 课题研究内容
• 第2章 网络性能管理系统总体架构
• 2.1 网络性能管理系统产品描述
• 2.2 网络性能管理系统的研究方法
• 2.3 网络性能管理系统的体系结构图
• 2.4 网络性能管理系统的整体架构
• 第3章 “流”信息采集方法及相关技术
• 3.1 网络数据流采集方法概述
• 3.2 基于 SNMP的数据流采集
• 3.3 基于 RMON的数据包采集
• 3.4 基于包嗅探法的数据包采集
• 3.5 基于 NetFlow的数据流采集
• 3.5.1 什么是“流”（flow）
• 3.5.2 NetFlow原理
• 3.5.3 NetFlow V5输出信息流格式
• 3.5.4 NetFlow V9输出信息流格式
• 3.5.5 NetFlow应用范围
• 3.5.6 NetFlow实施
• 3.6 三种流采集方法的分析与比较
• 3.7 NetFlow与sFlow
• 第4章 基于 NetFlow协议的网络性能监测与病毒预警机制
• 4.1 基于 NetFlow协议的网络性能监测机制
• 4.1.1 监测部署
• 4.1.2 网络实时性能监测
• 4.1.3 网络历史性能监测
• 4.2 基于 NetFlow协议的故障管理与病毒预警机制
• 4.2.1 网络设备故障监测
• 4.2.2 网络链路故障监测
• 4.2.3 DOS攻击定位
• 4.2.4 主动病毒扫描
• 第5章 基于 NetFlow协议的网络性能管理系统的总体设计与难点实现
• 5.1 网络性能管理系统的总体设计
• 5.1.1 系统数据采集层的总体设计
• 5.1.2 系统分类汇总层的总体设计
• 5.2 基于 NetFlow协议的海量数据流处理
• 5.2.1 NetFlow数据流的系统格式
• 5.2.2 NetFlow数据流的采集与解析
• 5.2.3 NetFlow数据流的存储
• 5.2.4 NetFlow数据流的分类与汇总
• 5.3 基于 NetFlow协议的网络性能管理系统测试
• 5.3.1 传统的NetFlow海量测试数据流的产生
• 5.3.2 基于发包器的NetFlow海量测试数据流的产生
• 5.3.3 基于 NetFlow海量测试数据流的发包器实现
• 第6章 结论
• 6.1 论文总结
• 6.2 存在的问题
• 6.3 进一步的研究工作
• 6.4 课题小结
• 参考文献
• 缩略词
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文