浅谈互联网中基于流测量的p2p流量及异常事件检测

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1、北京邮电大学博士学位论文互联网中基于流测量的P2P流量及异常事件检测姓名：韦安明申请学位级别：博士专业：计算机应用技术指导教师：程时端20070501摘要近年来，随着互联网的发展，网络测量已经成为网络研究和管理的基础，而网络流量测量则是网络测量的一个重要方面。由于网络传输日益高速化、网络业务推陈出新，目前的网络流量测量系统存在无法满足高速化测量、无法检测新生网络业务等不足，不能满足当前及未来测量需求。本文重点研究流量抽样、P2P流量检测与控制、P2P超级节点推测及异常网络事件检测技术，以提高流量测量系统

2、的性能。本文主要研究工作及内容如下：(1)流抽样大量应用于网络测量系统中，用于减轻测量系统的负担。流抽样测量过程中，降低大流损失率有益于提高样本信息量，使测量结果更加精确。本文在分析现存hardflow算法不足的基础上，提出改进的流抽样算法aflowl、aflow2，降低了大流抽样损失率。采用互联网数据进行的大量实验结果表明，在抽样缓冲区大小不变的前提下，改进算法的大流损失率更低。(2)对对等网络(Peer-to-Peer，简称P2P)的流量进行检测与控制是减缓当前互联网拥塞状况的重要手段。高速网络环境

3、下，实时进行P2P流量检测与速率控制对测量系统是一个挑战。本文提出采用P2P特征码匹配、P2P分组随机丢弃机制相结合的方法达到P2P流量检测与控制的目的，其中，基于三态内容可寻址存储器(TernaryContentAddressableMemory，简称TCAM)的特征码匹配算法实现使测量系统能对2Gbps以上的链路进行P2P流量实时检测，而基于TCP速率预测公式，通过调整P2P分组的丢弃概率，则可以实现P2P流量速率控制。仿真实验的结果表明，该方法可以根据设定的F2P分组丢弃概率，有效地控制网络中P2

4、P流量的大小，同时改善了非P2P业务的服务质量。(3)连接特征分析方法可以检测未知或加密传输的P2P流量，但是过去基于连接特征分析的P2P流量检测方法都必须多次扫描网络数据，无法满足在线实时检测要求。本文提出的IPS(InferringP2P'ssupernodeswithpacketSampling，简称1eS)方法解决了这个难题。IPS致力于检测P2P超级节点(超级节点，也称SuperNode，本文特指与超过给定P2P节点数量相连的P2P节点)，它首先引入自适应随机分组抽样机制以满足高速网络的实时检

5、测要求，其次通过分析分组样本以获取P2P种子节点(种子节点，也称SeedNode，本文特指从分组样本中检测出的P2P北京邮电大学博士论文互联网中基于流测量的P2P流量及异常事件检测节点)，然后以种子节点为起点，根据P2P节点间具有的流量关联特性对未抽样分组进行检测，从而发现其他的P2P节点，另外，从保护测量系统有限资源出发，通过节点替换保证超级节点检测过程中P2P列表的内存消耗。采用互联网数据进行的实验结果表明，IPS可以有效检出P2P超级节点。(4)网络中经常出现闪聚事件(FlashCrowdEven

6、ts，简称FEE)和仿闪聚事件的拒绝服务攻击(DistributeddenialofserviceattackthatMimicFCE，简称DMF)，致使网络流量出现异常增大，并降低了Web服务性能。本文根据不同异常流量的源地址分布存在聚类特性差异的特点，提出用信息熵方法检测网络异常事件类型。采用互联网Web站点访问记录及其仿真数据进行的实验结果表明，该方法可以正确检测出FCE及DMF异常。【关键词】口网，互联网，网络测量，流量测量，分组抽样，流抽样，P2P，流量检测，流量控制ⅡAbstractRece

7、ntly,withthepopularityofIntemet,networkmeasurementhasbeenabasisfornetworkoperationandmanagement．Moreover,trafficmeasurementisoneofthemostimportantpartsinthenetworkmeasurement．However,mostoftheexistingtrafficmeasurementsystemsnowadayscannotsatisfytheprese

8、ntandfuturerequirementsonhighspeedlinkmeasurementandnewserviceidentification．Thisthesisaimstoimprovetheperformanceofmeasurementmethodsandsystems．ItfocusesonSomekeytechnologiesincludingtrafficsampling,P2Ptrafficidentificati