移动互联网流量测量系统设计与实现

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1、分类号TN915.07密级公开UDC004.7学位论文编号D-10617-30852-(2016)-02001重庆邮电大学硕士学位论文中文题目移动互联网流量测量系统设计与实现英文题目DesignandImplementationofaTrafficMeasurementSystemonMobileInternet学号S130231001姓名曾诚学位类别工程硕士学科专业计算机技术指导教师唐红教授完成日期2016年4月17日独创性亩明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研。尽我所知

2、，论文中不包含他人究成果，除了文中特别加标注和致谢的地方外己经发表或撰写过的研充成果，化不巧含为获得重庆邮电大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的人员对本文研充做出的贡献均己在论文中作了明确的说明并致谢意。作者签名；日期《年Ｓ巧ｉｉ／学位论文版权使用授权书本人完令了解重庆邮由大学有权保留、使用学位论文纸质版和电子版的规。定，即学校有权向国家有关部口或机构送交论文，允许论文被查阅和借阅等本人授权電庆邮电大学可Ｗ公布本学位论文的全部或部分内容，可编入有关数据库或信

3、息系统进行检索，、、扫描或拷贝等复制、分析或评价可Ｗ采用影印缩印手段保存、汇编本学位论文。（注保密的学位论文在解密后适用本授权书。）作者签名：成导师签名：曰期梦候月曰期／劍俾度戸产重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着移动互联网技术的高速发展，爆炸式增长的移动流量给运营商带来了新的风险与挑战。移动互联网流量测量系统是准确地认识和评估移动互联网流量特征，保障移动互联网健康持续地发展的重要工具。相较于传统互联网流量，移动互联网中数据包的IP+TCP首部经过了VanJacobson协议压缩，并被

4、分片封装在了GRE隧道中。为了能够准确地认识和评估移动互联网流量特征，必须将封装在GRE隧道中的用户报文提取出来，并还原被压缩的IP+TCP首部。然而在移动互联网核心链路层千兆线速的环境下，常用的处理方法会因为性能瓶颈产生丢包，从而导致测量结果的不准确。为了解决这一问题，采用了基于PF_RING套接字的捕获技术和深度包检测等技术，设计并实现了一个分布式的移动互联网流量测量系统。论文在分析传统PF_PACKET套接字的内核实现原理和无法在千兆线速的网络环境中捕获数据包的原因的基础上采用了基于PF_RING套接字的数

5、据包捕获方法，用于捕获移动互联网核心链路层千兆线速的网络流量。还针对GRE隧道解析、VanJacobson压缩协议还原、TCP流特征提取和业务流识别等方法设计和实现了高效的数据结构和算法，从而使得系统的数据处理速率能够匹配数据捕获速率。系统测试结果表明，基于PF_RING套接字的捕获技术在千兆线速的环境下只存在很少的丢包现象，能够很好地完成系统所要求的捕获任务：所设计的移动互联网流量测量系统最多可以支持同时下发100个测量任务，并以图表的形式直观地展示各个应用产生的流量所占比例大小以及用户在移动过程中对网络性能指

6、标的影响。该系统可以作为测量人员准确评估移动互联网流量特征的工具。关键词：移动互联网，网络测量，高速数据包捕获，深度包检测I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractTheexplosivegrowthinmobiletrafficbringsanewchallengetothemobileoperatorswiththerapiddevelopmentofmobileinternettechnology.Itisbeneficialtoimprovethequalityofserviceinexi

7、stingnetworkandguaranteethehealthysustainabledevelopmentofthemobileinternetwhilethenetworkmanagersassessthemobileinternettrafficcharacteristicsaccurately.ComparedwiththetraditionalInternettraffic,thetrafficinmobileInternetismorecomplicated:theIPheadersandTCPh

8、eadershavebeencompressedbyVanJacobsonprotocolandencapsulatedintoGREtunnel.InordertomasterthecharacteristicsofmobileInternettraffic,measurementpersonnelhavetopickupuserdatafromGREtunneland