家庭網(wǎng)絡(luò)流量識別與QoS控制.pdf

1、隨著智能家居的不斷發(fā)展，家庭網(wǎng)關(guān)的引入以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)終端的多樣化，為家庭環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)帶來各種新的問題和影響。家庭網(wǎng)絡(luò)中智能設(shè)備不斷引入，如智能電視、平板電腦、智能手機(jī)，大大拓展了多媒體應(yīng)用的范圍，視頻點(diǎn)播、視頻會(huì)議、可視電話不斷普及，這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用往往占據(jù)較大的帶寬，需要較大的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行支撐，而目前我國平均帶寬還處于較落后的位置，網(wǎng)絡(luò)終端以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益多樣化受到有限的帶寬的制約，使用戶無法獲得很好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。
　　傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)

2、服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）技術(shù)的主要困境是流量識別手段過于單一，因此擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)流量識別的方法成為一種研究方向。為解決QoS對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用識別能力不足，只能根據(jù)數(shù)據(jù)包上留下的標(biāo)識來對應(yīng)用進(jìn)行識別的局限性，而且在有限帶寬的條件下，用戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)糟糕的情況，本文提出一種基于家庭網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)時(shí)識別與QoS控制的系統(tǒng)。
　　論文針對家庭網(wǎng)絡(luò)中的多種應(yīng)用以及應(yīng)用所表現(xiàn)的特點(diǎn)，研究網(wǎng)絡(luò)流量識別的方法并根據(jù)識別結(jié)果建立QoS隊(duì)

3、列調(diào)度策略，論文主要工作和貢獻(xiàn)如下:
　　1、通過對家庭中較常見的應(yīng)用分析，重點(diǎn)識別對網(wǎng)絡(luò)流量影響較大的幾類應(yīng)用。流量識別模塊采用端口號識別、五元組信息識別以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合識別方法將幾類應(yīng)用成功識別出來，成功率高。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過Libpcap抓取經(jīng)過路由系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，提取所需流量特征進(jìn)行離線訓(xùn)練，離線訓(xùn)練得到的數(shù)據(jù)為在線的實(shí)時(shí)識別提供支持。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面，將流量識別模塊移植到家庭網(wǎng)關(guān)OpenWt系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)模塊化，對

4、家庭網(wǎng)絡(luò)中連接到路由的網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行管理和控制。目前，流量識別模塊對應(yīng)用的識別成功率已經(jīng)達(dá)到80％以上，QoS根據(jù)識別結(jié)果可以達(dá)到準(zhǔn)確控制。
　　2、針對家庭環(huán)境中的各種應(yīng)用，進(jìn)行快速流量識別，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的策略進(jìn)行QoS設(shè)置，從而解決帶寬資源有限及競爭問題。論文中提出了一種針對不同應(yīng)用進(jìn)行QoS設(shè)置的家庭網(wǎng)絡(luò)流量的控制管理方法。在Linux系統(tǒng)TC模塊的架構(gòu)基礎(chǔ)上建立新的隊(duì)列調(diào)度策略，充分利用流量識別模塊對網(wǎng)絡(luò)流量的識別分類結(jié)果，

5、更好的解決了傳統(tǒng)調(diào)度策略對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用識別不足的情況。
　　3、在流量識別和QoS控制的基礎(chǔ)上搭建QoS控制系統(tǒng)。利用傳統(tǒng)路由器搭載OpenWrt系統(tǒng)作為家庭網(wǎng)關(guān)，抓取流經(jīng)路由系統(tǒng)的流量數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析。路由器作為家庭網(wǎng)絡(luò)的中心，幾乎家庭網(wǎng)絡(luò)的終端都連接到路由設(shè)備上，通過控制路由系統(tǒng)，也就控制了其他網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。通過實(shí)驗(yàn)表明，搭建的QoS控制系統(tǒng)可以有效的分配家庭網(wǎng)絡(luò)流量。運(yùn)用Linux下的TC工具進(jìn)行配置與改變，用戶可以通過網(wǎng)頁界面進(jìn)