基于BF的单向网络性能抽样测量技术

针对在进行网络单向性能测量时,存在抽样效率不高和报文标识均匀性差等问题,提出了一种基于BF(Bloom Filter)的单向网络性能抽样测量框架及算法,解决了在不同测量点对上从大量背景流量条件下的抽样有效性和报文标识有效性问题.仿真性能表明,待测报文抽样效率与BF理论分析值偏差为0.5%,且报文标识冲突比例仅为3.5%左右,软件实现抽样时间开销为O.1μs量级;该抽样测量技术十分适合于从大量背景流量中快速抽样出少量待测报文,从而有效地测量出诸如单向传输时延、时延抖动及单向报文丢失率等重要网络性能参数.     

RTP快速匹配最佳发送速率算法的研究

针对如何让RTP传输音视频流在尽量短的时间内让发送端达到最佳发送速率这一迫切需要解决的问题,提出了连续媒体流的快速匹配最佳发送速率算法.对RTCP中计算下一个RTCP RR分组的发送时间进行了改进,使得发送端通过RTCP反馈信息迅速探测当前网络的状况,并及时地调整自己的发送速率,尽量减少对多媒体传输稳定性的影响.模拟结果满足实时性的要求.     

基于TCBF算法的TCP流长度分布统计

为提高流测量系统的运行效率,减少其所需资源的消耗,在分析了TCP连接的释放以发送FIN报文或RST报文作为结束标志的基础上,提出一种新的报文过滤算法TCBF(time-outcounting bloom filter),用于统计TCP流长度分布.通过对有结束标志的流、没有结束标志的中长流和没有结束标志的中短流分别采用不同的统计处理方式,增加了网络测量性能,提高了测量系统的资源利用率.该算法不需要收集所有报文,而是只需要抽样少量报文即可对流长度做出统计.理论分析和仿真结果表明,TCBF算法在使用较少的存储空间的条件下,可以及时准确地对TCP流长度分布做出统计,满足实际测量需要.     

基于掩码匹配的报文双抽样方法

基于掩码匹配的报文抽样算法是一种实用性较强的分布式流量抽样算法,但是该算法在测量报文到达时间间隔的分布这一重要网络流量特征时性能较差。首先根据误差理论分析了产生这一问题的原因,为了降低测量的系统误差,在原算法中引入了双抽样的改进方案。考虑到改进后的算法会给测量系统带来额外的负担,提出了增加了抽样掩码位数的解决办法,并且论证了其可行性。最后基于实际的网络流量数据进行了实验验证,结果表明：改进后的算法测得的报文到达时间间隔的分布符合真实的分布情况,并且对其它网络性能指标的测量精度影响较小。     

基于MGCBF算法的长流信息统计

为提高流测量系统的运行效率,减小其所需存储资源,在分析网络中流长分布特性的基础上,提出一种新的用于测量长流数量并维护其流信息的算法———多粒度计数bloom filter(MGCBF).利用较少的固定存储空间,MGCBF可以在保持较小误差比例的情况下,对所有到达的流基于报文计数.在MGCBF算法的基础上以指定报文数为阈值建立了一个长流信息统计模型,并对该模型所需的存储空间、计算复杂度和计算误差进行了分析和讨论.通过将其分别应用于来自不同网络的TRACE:CERNET和CESCAI,验证了该算法在保证测量精度的同时可以大幅度减小维护流信息所需的系统资源.     

基于现场总线的流标记策略

针对多媒体流传输的RTP协议与其控制协议RTCP并不适合直接使用于实时现场流的数据传输问题,通过使用APP类型的RTCP分组,在分组中进行实时现场流的标记,在应用层实现实时现场流的包确认和快速重传机制,并且结合队列的接纳控制使RTCP协议实现了对实时现场流的数据传输.同时给出了这种流标记策略的具体实现方法.     

基于RTCP的流媒体服务器速率动态适配研究

研究并实现了一种基于实时流控制协议RTCP的流媒体发送速率适配方法,通过接收RTCP RR包及RTCP NADU包得到关键控制参数--丢包率、抖动、空闲缓冲区大小,对这些参数设置阈值来决定服务器端发送速率的切换方向,切换后的发送速率则通过决策器对估算的网络带宽与根据控制参数调整的发送速率相运算得到.实践证明:本方法具有抗振荡性、带宽预测性、能快速响应网络状况变化、有效控制缓冲区上溢或下溢的优点.     

基于SDN技术的网络入侵阻断系统设计

针对当前防火墙或入侵阻断设备进行网络攻击防御存在适应性差和成本高的问题,设计了基于OpenFlow的入侵阻断规则,实现了对攻击流量的过滤及对入侵阻断过程的灵活控制;分析并测量了基于入侵阻断规则生成OpenFlow流表项的性能;引入OpenFlow交换机(H3CS6300),测量了在生产环境下OpenFlow流表项的数量和单位时间内OpenFlow报文数量(OpenFlow PPS)对OpenFlow Channel的性能的影响,发现OpenFlow PPS对OpenFlow Channel的性能具有决定性作用,随着OpenFlow PPS的增加,OpenFlow Channel的性能急剧下降,响应时间呈指数级增长.设计并实现了基于SDN技术的网络入侵阻断系统,实现了对攻击流量的阻断、对恶意流量的样本采集,证明了使用SDN技术构建入侵防御系统的可行性.     

基于Bloom Filters的流抽样算法研究

本文提出了基于Bloom Filters的流抽样算法,对测量间隔内到达的报文进行抽样,并采用Bloom Filters哈希结构映射到流信息表来创建和维护流信息。该方法具有灵活性、简单性,在误差允许的情况下,有效地减少了流测量所需的存储空间。     

基于令牌桶阵列的DDoS流量过滤

为了提高分布式拒绝服务攻击(DDoS)流量过滤的性能,同时保证过滤的正确率,提出一种基于Poisson流随机分解模型的分类方法。该方法根据报文特征对流量进行分解后,基于2类流量的流速比随机判定报文的类别。设计了一个基于令牌桶阵列(TBA)的实现方案,不需要实时估计攻击流的参数,有效提高了过滤的性能。理论推导表明:Poisson流随机分解模型的理论错误率上限为最大后验概率判决法错误率上限的2倍,TBA在过滤突发性强的攻击报文时错误率会进一步下降。实验结果表明:TBA的过滤效果和NB(naive Bayes)方法相当,过滤突发性攻击流时错误率低于NB方法。     

一种用于异常检测的网络流量抽样方法

为了减小抽样数据对网络异常检测的影响,提出了一种新的可变抽样率的网络流量抽样方法.通过利用哈希模式匹配算法,将到达的数据报文按流标识分类并记录下该报文在流中的位置,然后根据报文所属流的位置顺序减函数来设置不同的报文抽样概率.实验结果表明,所提方法增加了短流报文的抽样概率,解决了由于随机报文抽样方法偏向于长流抽样而导致的网络异常丢弃的问题,从而提高了异常检测的正确性.     

基于RTP的多媒体可靠实时传输

提出一种具有QoS保证的基于RTP可靠实时媒体流的传输方案 .利用RTP/RTCP协议提供的反馈信息 ,采用调整视频发送码流的自适应算法 ,减少了码流受网络拥塞的影响 ,提高RTP流的平稳性 .并且提出FEC法和有选择重传法进行差错控制 ,有效降低丢包率 ,提高了视频的质量     

网络传输层异常报文溯源方法

提出了一种网络传输层异常报文溯源的方法.该方法通过报文在数量上的相关关系特征,区分传输控制协议(TCP)异常行为并判断导致异常的报文类型,通过独立哈希布鲁姆过滤器(IHBF)方法,挖掘数据流中最活跃的五元组及其主要成分的聚类信息,通过综合分析获取与异常报文溯源相关的信息.实验结果表明,TCP异常报文溯源方法可以在允许的误差范围内,较好地实现网络传输层异常报文溯源.     

网络性能特性的描述和测量

互联网的应用范围越来越广泛，各种多媒体应用程序越来越多地依赖于网络性能，因此对网络性能的测量和分析越来越重要。为了测量和分析互联网性能，需要用多种测量工具和测量系统。为了实现多种测量系统测量数据的互用，有必要使用统一的命名和描述。介绍了一种网络性能特性的描述方法，采用该方法可以实现不同系统间的兼容，并在此基础上讨论了一种分布式测量系统，同时讨论了多种网络测量机制。     

IP网络访问控制机制的设计与实现

网络安全问题的严峻性和安全需求的普遍化,要求人们有必要在IP网络中提供基础安全控制.基于面向网络基础设施的安全模型,通过分析网络层的安全威胁,设计了IP网络访问控制机制.该机制由密钥协商和报文检测协议组成,实现通信双方的双向身份验证,保证传输过程中报文的真实性和完整性.在比较各类形式化技术的基础上,采用抽象协议表示法对相关协议进行了形式化描述和验证.该访问控制机制提供网络主机间的访问控制,解决了其他在网络边缘实施的访问控制机制无法解决的网络内部安全问题.该机制适合在较小的网络范围内实施,如局域网等,适合于更大网络范围的机制正在研究中.目前已经在Linux平台上实现了该机制,并简单分析其性能.     

一种集成网络编码的低轨卫星网络多径路由方法

针对星际链路的时变性、不可靠性和间断性连接的特点使得在低轨卫星网络中应用多径路由技术产生报文乱序和报文丢失现象,提出一种集成网络编码的多径路由方法。理论分析表明,在同等多路径数目和报文丢失率条件下达到相等的报文投递率,该方法的传输性能优于传统的多径路由方法。通过扩展ns-2软件并进行仿真实验,比较2种方法在不同的多路径数目、冗余因子和链路报文丢失率条件下的报文投递性能,仿真结果验证了理论分析的正确性,表明采用该方法可显著提高多径路由传输的可靠性,节省星上通信资源并在一定报文丢失范围内提升多径路由的容错能力。     

ASON分层路由地址空间定义方式及其系统试验

为解决现有地址空间在层域管理中的不足,针对自动交换光网络(A SON)分层分域控制的关键问题,对地址空间定义和层域管理展开研究,提出了一种基于统一地址空间的新的分段地址定义方案,并构建了大规模A SON试验平台以测试该地址空间定义下系统的功能和性能。该地址空间定义方式通过地址的特定结构表示网络的层域结构,简化了网络寻址过程和层域关系维护过程。测试结果表明:这种分段结构的地址定义方式完全满足A SON层域管理的要求,同时因为不需要维护额外的地址映射表,能有效降低现有地址空间需要额外维护地址映射表造成的额外开销,提高系统稳定性。     

浅谈NetStream技术在流量分析中的应用

NetStream是一种基于网络流信息的统计与发布技术,可以对网络中的通信量和资源使用情况进行分类和统计,通过对省干路由器NE40E的配置NetStream实现基于V9版本NetStream报文发送功能,编写软件实现NetStream报文的接受与存储功能,并使用数据库查询方式对统计信息进行了分析,分析的结果可以为网络流量、流向调整及计费等网络分析提供依据。     

弹性分组环MAC协议的性能分析

报文时延和报文队列长度是衡量通信网性能的两个重要参数.本文针对RPR弹性分组环网中8种报文调度方法的报文时延和报文队列长度,进行了深入的理论分析和计算机仿真.得出:在一定条件下,调度方法会严重影响网络的性能.为了保证等级A与等级B业务的可靠传输,调度方法3/3-1是最佳选择.     

网络抖动实时测量方法的实现与对比

带有时间戳的延迟因子算法(TS_DF)是用来衡量视频流和音频流在应用过程中的网络抖动及其累积效应的工具.该算法适用于MPEG传输流、声频传输流以及未压缩的视频传输流,解决了视频传输质量指标中对于可变比特媒体流(VBR)的延迟因素测量.MDI:DF是MDI标准中对于视频传输质量中延迟因素的测量方法.本文对两种算法进行了实现和对比分析.实验证明TS_DF算法适用于带有时间戳的媒体流,突破了传统测量方法中需要区分恒定比特率流(CBR)和可变比特率流的局限性,同时具有更高的精确度和稳定性.