基于彈性多尺度熵的網(wǎng)絡(luò)流量時空特性研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們生活中必不可少的部分。如何保證網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定、高效的運行成為了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中迫切需要解決的問題。網(wǎng)絡(luò)流量作為網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流動的載體，對于其時空特性的研究能夠幫助了解復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)特性，對于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、監(jiān)控等各個方面都有著重要的意義。
　　在理清了國內(nèi)外多尺度熵理論研究與網(wǎng)絡(luò)流量特性分析相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，本文基于多尺度熵理論提出了彈性多尺度熵理論，并創(chuàng)新性地將彈性多尺度熵理論用于網(wǎng)絡(luò)流量

2、時空特性的研究。本文主要研究工作與貢獻如下：
　　（1）本文對熵理論以及網(wǎng)絡(luò)流量特性研究方法進行了系統(tǒng)的闡述，其中熵理論方面對樣本熵、多尺度熵、復(fù)合多尺度熵理論進行了全面的理論闡述與詳細的流程分析。在網(wǎng)絡(luò)流量特性研究方面對網(wǎng)絡(luò)流量的獲取途徑，網(wǎng)絡(luò)流量的測量，網(wǎng)絡(luò)流量的特性分析等方面都從理論及應(yīng)用方面進行了詳細的闡述。
　?。?）提出了彈性多尺度熵（Flexible Multiscale Entropy，F(xiàn)MSE）理論，該理論

3、提高了時間序列復(fù)雜度量化分析的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。首先，對現(xiàn)有的樣本熵進行了改進，引入了彈性累計的方法。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前復(fù)合多尺度熵理論的復(fù)合計算方法，提出了彈性多尺度熵。最后，基于人工合成的白噪聲和1/f噪聲序列以及實際振動數(shù)據(jù)序列對彈性多尺度熵理論進行了驗證。實驗結(jié)果表明彈性多尺度熵比多尺度熵和復(fù)合多尺度熵更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定，特別是在時間序列較短、尺度因子較大的情況下，彈性多尺度熵在準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性上有很大的提升。
　?。?）提出了

4、基于彈性多尺度熵的網(wǎng)絡(luò)流量時空特性分析方法。首先，對獲取的公開網(wǎng)絡(luò)流量進行多維、分層處理，分別獲取不同層次，不同時空維度的網(wǎng)絡(luò)流量子序列。然后，以本文提出的彈性多尺度熵作為理論工具對網(wǎng)絡(luò)流量子序列進熵值計算。通過對不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)進行分層網(wǎng)絡(luò)流量的復(fù)雜性研究，研究發(fā)現(xiàn)在整個時間尺度上包序列的復(fù)雜度高于流序列的復(fù)雜度。字節(jié)序列的復(fù)雜度整體上高于流序列的復(fù)雜度，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有大量小流存在的時候流序列的復(fù)雜度會高于字節(jié)序列的復(fù)雜度。小流對網(wǎng)絡(luò)層次復(fù)