基于聚類算法的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議識(shí)別系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和推廣，改變了人們的生活模式，網(wǎng)上新聞，網(wǎng)上購(gòu)物，電子商務(wù)，網(wǎng)上聊天等等各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。自90年代以來(lái)，寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重大突破和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷增長(zhǎng)。人們希望獲得更好的上網(wǎng)體驗(yàn)，大量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用應(yīng)需出現(xiàn)，更多的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上飛速傳遞。增加的Internet網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)流量，對(duì)骨干網(wǎng)的硬件提出了挑戰(zhàn)。如果能夠準(zhǔn)確識(shí)別出網(wǎng)絡(luò)流量中所有的數(shù)據(jù)報(bào)是由哪種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)出的，就可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和管理?？梢詫⑺蟹欠ǖ木W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)

2、流量過(guò)濾掉，限制一些大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)流量中的傳輸比例，從而控制各種業(yè)務(wù)的使用帶寬，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)，抑制不希望出現(xiàn)的業(yè)務(wù)，深化服務(wù)質(zhì)量控制等等。準(zhǔn)確快速的識(shí)別網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)所屬分類在網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中發(fā)揮著重要作用。
　　 當(dāng)前主流的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議識(shí)別方法有兩種:基于載荷的識(shí)別方法和基于網(wǎng)絡(luò)流行為的識(shí)別方法。基于載荷的識(shí)別方法對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行深度檢測(cè)，采用協(xié)議分析與還原技術(shù)，提取應(yīng)用層攜帶的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)中包含的協(xié)議特征字符，

3、固定的位置匹配某些協(xié)議特殊的字符串，來(lái)判斷網(wǎng)絡(luò)流量是否使用了某種協(xié)議?；谳d荷的識(shí)別方法，準(zhǔn)確性高，但是這種方法只能識(shí)別出已知的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用?；诰W(wǎng)絡(luò)流行為的識(shí)別方法的前提假設(shè)是屬于同一個(gè)類別的對(duì)象存在一組穩(wěn)定的特征，該特征可以是任意與類別相關(guān)的屬性信息。從不同角度觀測(cè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的行為特征，找到有效區(qū)分不同應(yīng)用的行為特征集合，根據(jù)這些特征集合分類網(wǎng)絡(luò)流量?；诰W(wǎng)絡(luò)流行為的識(shí)別方法執(zhí)行效率高，但是由于網(wǎng)絡(luò)狀況的實(shí)時(shí)變動(dòng)會(huì)影響行為特征

4、，降低了識(shí)別準(zhǔn)確率。
　　 本論文的主要工作之一就是提出了一種新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議識(shí)別方法——基于聚類算法的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議識(shí)別方法。首先，通過(guò)深度包檢測(cè)技術(shù)和協(xié)議的正則表達(dá)式匹配，識(shí)別網(wǎng)絡(luò)流量中的一部分網(wǎng)絡(luò)流;然后，提取所有網(wǎng)絡(luò)流的行為特征向量，將每個(gè)網(wǎng)絡(luò)流投射到一個(gè)多維空間中;最后，使用聚類算法將多維空間中使用相同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)流聚成一個(gè)簇，分析每個(gè)簇中已識(shí)別出的網(wǎng)絡(luò)流所屬協(xié)議，識(shí)別每個(gè)簇屬于的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議，從而識(shí)別所有的網(wǎng)絡(luò)流。該識(shí)別

5、方法借鑒基于載荷的識(shí)別方法和基于網(wǎng)絡(luò)流行為的識(shí)別方法，具有兩者的優(yōu)點(diǎn)。該識(shí)別方法能夠準(zhǔn)確地識(shí)別已知的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，能夠識(shí)別出使用未知的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)流。在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不斷變動(dòng)的實(shí)際環(huán)境中，該識(shí)別方法仍然可以高效地識(shí)別網(wǎng)絡(luò)流量。
　　 本論文的另外一個(gè)主要工作是開(kāi)發(fā)出一款基于聚類算法的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議識(shí)別的框架系統(tǒng)。該框架使用多線程技術(shù)，提高系統(tǒng)的整體執(zhí)行效率;該框架系統(tǒng)使用模塊化設(shè)計(jì)方式，具有良好的可擴(kuò)展性，系統(tǒng)運(yùn)行中的網(wǎng)絡(luò)流量的采樣算