分布式網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)分析與管理技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

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1、國防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文摘要隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理已變得日益重要。流量監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理的基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合管理，有必要及時(shí)全面的收集、管理網(wǎng)絡(luò)的流量信息，準(zhǔn)確獲取網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)健康狀況及未來的發(fā)展趨勢(shì)作出準(zhǔn)確判斷。網(wǎng)絡(luò)流量分析一直是通信網(wǎng)絡(luò)性能分析的一個(gè)極其重要的問題。但是目前大部分網(wǎng)絡(luò)及流量監(jiān)控都是針對(duì)單個(gè)或局部鏈路進(jìn)行的，然而，當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)研究者面臨的更重要的問題是需要同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)所有鏈路的流量進(jìn)行建模和分析，包括流量矩陣的估算。針對(duì)當(dāng)前大部分網(wǎng)絡(luò)流量矩陣估算方法都是

2、采用單一的SNMP鏈路負(fù)載或抽樣的NetFlow數(shù)據(jù)，本文提出一種綜合利用多個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行流量矩陣估算的方法。算法將SNMP鏈路負(fù)載與抽樣的NetFlow數(shù)據(jù)結(jié)合作為相互糾錯(cuò)碼，并設(shè)計(jì)過濾這兩種數(shù)據(jù)源中的臟數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行更為精確地流量矩陣估算。同時(shí)本文也設(shè)計(jì)了在單數(shù)據(jù)源情況下，已知網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈路流量，通過期望最大化算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)OD對(duì)之間的流量需求進(jìn)行估計(jì)。論文使用校園網(wǎng)為實(shí)驗(yàn)環(huán)境采集數(shù)據(jù)對(duì)本文提出的幾種算法進(jìn)行評(píng)估，并與tomogravity、generalizedgravitymodel方法進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文提出的算法

3、在進(jìn)行估算時(shí)具有更高的準(zhǔn)確性。同時(shí)本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)綜合態(tài)勢(shì)管理技術(shù)的需求，設(shè)計(jì)了流量態(tài)勢(shì)管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，完成了原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。對(duì)流量采集、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)傳輸、流量分析、以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理等五個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)；提出了基于0D流的流量分析架構(gòu)，采用四種相應(yīng)的算法完成了流量數(shù)據(jù)的分析，實(shí)現(xiàn)了確定網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵鏈路、瓶頸節(jié)點(diǎn)、識(shí)別大象流以及判定異常流這幾種態(tài)勢(shì)分析；設(shè)計(jì)了流量數(shù)據(jù)庫完成了對(duì)大規(guī)模流量原始數(shù)據(jù)以及各種態(tài)勢(shì)分析數(shù)據(jù)的管理。論文以校園網(wǎng)為實(shí)驗(yàn)環(huán)境采集真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，針對(duì)本文提出的系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)的各個(gè)功能模塊，根據(jù)

4、數(shù)據(jù)的處理流程對(duì)整個(gè)原型系統(tǒng)進(jìn)行了功能測(cè)試和性能分析。綜上所述，本文的工作針對(duì)分布式網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)的分析與管理技術(shù)提出了有效的解決方案，具有一定的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。主題詞：網(wǎng)絡(luò)管理，流量采集，流量矩陣估算，流量分析，流量數(shù)據(jù)管理第i頁國防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofInternet．networkmanagementhasbecomeincreasinglyimportant．Trafncmonitoringandstatisticalanalysisaretheba

5、sesoftheentirenetworkmanagement．Inordertoachieveintegratedmanagementofthenetwork，itiSnecessarytocollectandmanagethenetworktrafficinformation．obtainaccuratetrafficdata．Itisrequiredtoanalyzenetworktramcinformationandaccuratelyjudgethehealthstatusandfuturedevelopmenttrend

6、ofthenetwork．Mostoftrafficanalysismethodsarebasedonsingleorlocal1inks．However．nowadaysnetworkresearchersfacingmoreimportantquestionistomodelandanalyzeallthelinks．suchasestimationoftrafjfiCmatrices．MostofthepreviousapproachesinfertrafficmatrixfromeitherSN’MPlinklcadsors

7、ampledNetFlowrecords．Inthiswork，wedesignnovelinferencetechniquesthat，bystatisticallycorrelatingSNMPlinkloadsandsampledNetFlowrecords，allowformuchmoreaccurateestimationoftrafficmatricesthanobtainablefromeitherinformationsourcealone．Andwedesigntechniquesthat，bycomparingn

8、otesbetweentheabovetwoinformationsources，identifyandremovedirtydata，andthereforeallowforaccurateestimationwiththeclea