高速網(wǎng)絡主機基數(shù)分布檢測方法研究.pdf

1、主機基數(shù)是網(wǎng)絡測量領域里新提出的概念。主機基數(shù)檢測對于設計高效的流量工程方案有著重要的意義。隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,網(wǎng)絡入侵事件頻繁發(fā)生,如蠕蟲傳播、分布式DDOS攻擊、端口掃描等。這些攻擊事件在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的流量鏈接,導致網(wǎng)絡堵塞甚至癱瘓。如掃描式蠕蟲在進行傳播時,被感染主機通常在短時間內(nèi)向大量的其他主機發(fā)送分組,這時網(wǎng)絡中的主機基數(shù)分布會發(fā)生變化。實時監(jiān)測網(wǎng)絡中的主機基數(shù)分布信息對于網(wǎng)絡操作和管理有重要的作用。
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2、結(jié)合了哈希(hash)、Bloom filter和數(shù)據(jù)流算法等技術提出了基于哈希的測量主機基數(shù)分布的數(shù)據(jù)流算法,此算法可以應用在主機數(shù)量巨大的高速網(wǎng)絡中。我們的算法包含三個模塊,分別是過濾模塊、計數(shù)模塊、輸出模塊。網(wǎng)絡中的數(shù)量巨大的報文首先到達過濾模塊,該模塊用四個哈希函數(shù)的Bloom filter對全部報文進行過濾處理,濾除那些對測量沒有意義的報文,確保每個流最多一個報文可以通過,并且我們精心設計的四個哈希函數(shù)顯著降低了因哈希沖突導致

3、的流丟失的現(xiàn)象。在計數(shù)模塊中,對通過過濾模塊的報文進一步哈希計數(shù)處理,得到基于報文SIP的基數(shù)估計值。輸出模塊將計數(shù)模塊的結(jié)果以<主機基數(shù):主機數(shù)目>的形式輸出。
　　 為了測試算法的性能,我們采用了三個不同的數(shù)據(jù)源分別進行試驗。由于哈希函數(shù)存在著不可避免的沖突誤差,我們用EM算法對實驗結(jié)果進行了估計處理,并將估計前后的實驗結(jié)果分別與真實數(shù)據(jù)進行對比。采用加權平均相對差作為測量測度,對實驗所得的數(shù)據(jù)進行分析。實驗結(jié)果表明,本文提