互联网流量控制系统的设计与实现

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1、互联网流量控制系统的设计与实现DesignandImplementationofInternetTrafficMonitoringSystem学科专业：软件工程研究生：张金凤指导教师：由磊讲师企业导师：宋重文高级工程师天津大学软件学院二零一五年十一月摘要随着互联网的飞速发展，互联网应用层协议非常之多，极大地丰富了人们的日常生活，各种应用层协议已经成为互联网发展的特色和前进的动力。但是纷繁复杂的协议也给互联网造成巨大的压力，诸如P2P疯狂占用网络带宽，即时通讯软件的崛起等。互联网的流量监控势在必行。本文首先分析当前互联网存在的问题，介绍互联网流量监控系统的意义，介绍主流的开源软件以及知名公

2、司的产品和方向。讨论了几种主流的流量识别技术，端口检测技术，深度包检测和深度流检测，总结它们的优势，发现其不足，根据系统设计的需求，找到使用的相关技术。同时阐述了Linux平台下的下Netfilter/Iptables，Netlink等框架流程和特点，本文使用以上机制对互联网数据包进行抓取分析。为了实现精确识别协议，采用nDPI特征库和其提供的开源API对互联网流量进行匹配识别。基于系统设计需求，本系统是一个精准灵活的轻量级流量监控系统，并且部署在小型局域网出口。总体设计将整体系统分为六大模块，分别完成内核数据获取、用户获取、流量匹配、统计、控制、局域网监控等功能。在Linux系统下将该

3、设计实现，并且设计了测试用例，成功地验证了系统的功能，测试了系统的性能，最后得出结论，本系统可以完成在小型局域网内进行互联网流量监控的功能。关键词：流量监控，DPI，DFI，NetfilterIptablesABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheInternet，theInternetapplicationlayerprotocolgreatlyenrichespeople'sdailylife.Avarietyofapplicationlayerprotocolhasbecomethemotivationanddevelopmentcharacteri

4、sticoftheInternet.However，thecomplicatedprotocolsalsogivetheInternetenormouspressure，forinstance，P2Pnetworkbandwidthmadness，theriseofIMsoftware.Hence，Internettrafficmonitoringisimperative.ThispaperanalyzesthecurrentproblemsofpresentInternet，introducingthesignificanceofInternettrafficmonitoringsys

5、tem，mainstreamandwell-knownopensourcesoftwareproductsandthedirectionofthecompany;discussingseveralmainstreamflowidentificationtechnology，suchasportdetectiontechnology，deeppacketinspectionanddeepflowinspection;summarizingtheadvantagesandfounddisadvantages;findingtherelevanttechnologytouseaccording

6、tothesystemdesignrequirements.Meanwhile，itelaboratesonNetfilter/Iptables，NetlinkprinciplesandmechanismsunderLinuxOS.ThesystemusesthesemechanismstocrawltheInternetpacketanalysis.Inordertoachieveaccurateidentificationofprotocols，nDPIfeaturelibraryandopen-sourceAPIthatprovidesmatchingruleswillbeused

7、inthispapertoidentifyInternettraffic.Basedonsystemdesignrequirements，thesystemisapreciseandflexiblelightweighttrafficmonitoringsystem，anddeployedinsmallLANexports.Theoveralldesignofthewholesystemisdividedintosixmodules