網(wǎng)絡(luò)檢測點選取和放置方法的研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)正在以驚人的速度增長，掌握互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及其他動態(tài)屬性，對于網(wǎng)絡(luò)新協(xié)議的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)新功能的實現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量分析、網(wǎng)絡(luò)攻擊的檢測等研究具有非常重要的科學(xué)意義?；ヂ?lián)網(wǎng)的分布式屬性使得了解互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和屬性越來越困難。網(wǎng)絡(luò)檢測作為理解網(wǎng)絡(luò)行為的最有效途徑，是對網(wǎng)絡(luò)行為進行特征化、對各項指標(biāo)進行量化，并充分理解和正確認識互聯(lián)網(wǎng)的最基本手段。
　　 在實際進行網(wǎng)絡(luò)檢測中，除了對網(wǎng)絡(luò)檢測理論、方法、技術(shù)和工具等方面開展相關(guān)研究外，網(wǎng)

2、絡(luò)檢測點作為實施各種網(wǎng)絡(luò)檢測方法、技術(shù)和工具的必備條件，對其部署方法開展研究也尤為重要。有效地部署網(wǎng)絡(luò)檢測點已經(jīng)成為進行網(wǎng)絡(luò)檢測研究的熱點之一。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)檢測點部署方法是在網(wǎng)絡(luò)中添加硬件檢測設(shè)備，進行網(wǎng)絡(luò)檢測。這種添加硬件檢測設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)檢測的方法，部署的網(wǎng)絡(luò)檢測點難以動態(tài)移動和變化，隨著網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展和越來越復(fù)雜多變，已經(jīng)很難滿足未來網(wǎng)絡(luò)檢測的需要。
　　 為了克服傳統(tǒng)的添加硬件檢測設(shè)備的不足，本文提出相關(guān)方法在網(wǎng)絡(luò)中選取和放

3、置具有代表性的節(jié)點，并通過在這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上安裝網(wǎng)絡(luò)檢測軟件，形成網(wǎng)絡(luò)檢測點，進行網(wǎng)絡(luò)檢測?？梢娊鉀Q網(wǎng)絡(luò)檢測點部署問題的關(guān)鍵在于如何有效地在網(wǎng)絡(luò)中選取和放置具有代表性的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。針對此問題，本文提出了網(wǎng)絡(luò)延遲檢測點和網(wǎng)絡(luò)流量檢測點的選取和放置方法，同時對各種網(wǎng)絡(luò)檢測點選取方法的統(tǒng)一化問題也進行了研究。主要研究成果和創(chuàng)新如下：
　　 (1)將網(wǎng)絡(luò)延遲檢測點的選取問題轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)拓撲有權(quán)圖聚類問題，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)特性，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之

4、間的網(wǎng)絡(luò)延遲數(shù)值，提出使用系統(tǒng)聚類法來解決網(wǎng)絡(luò)拓撲有權(quán)圖聚類問題。通過對系統(tǒng)聚類法基本思想的分析，提出遞歸去除1度異常節(jié)點算法，提高各種系統(tǒng)聚類算法的聚類效果。為了有效地在聚類結(jié)果中選取具有代表性的中心節(jié)點，提出動態(tài)距離和最小算法。
　　 (2)為了評價各種系統(tǒng)聚類算法在解決網(wǎng)絡(luò)延遲檢測點選取和放置問題中的聚類效果，總結(jié)了網(wǎng)絡(luò)延遲檢測點的選取原則：1）依據(jù)節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)延遲進行聚類，聚類結(jié)果的每個類內(nèi)節(jié)點個數(shù)應(yīng)該比較接近，類內(nèi)節(jié)

5、點間應(yīng)該具有較小的網(wǎng)絡(luò)延遲；2）在每個類中選取合適的中心節(jié)點部署網(wǎng)絡(luò)檢測軟件，保證該中心節(jié)點能代表類中其他節(jié)點，同時各個類中心節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)延遲應(yīng)該比較大，以保證檢測點具有較高的覆蓋范圍；3）在相近的聚類效果前提下，受到經(jīng)濟及可行性的制約，網(wǎng)絡(luò)延遲檢測點數(shù)量越少越好。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)延遲檢測點的選取原則，提出3個聚類效果評價標(biāo)準(zhǔn)：1）類內(nèi)節(jié)點個數(shù)標(biāo)準(zhǔn)方差評價法；2）類合并距離評價法；3）類中心間平均距離評價法。
　　 (3)將網(wǎng)絡(luò)流量檢測

6、點選取問題抽象為求解無向圖的弱頂點覆蓋問題。在己知的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，并滿足對任意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點度數(shù)大于2的假設(shè)條件，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的流守恒定律，提出基于鄰接矩陣的網(wǎng)絡(luò)流量檢測點選取算法(TAM),與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)流量檢測點選取方法相比，TAM算法能夠有效地發(fā)現(xiàn)更小的弱頂點覆蓋集。針對多數(shù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)并不能滿足對任意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點度數(shù)大于2的情況，提出改進的基于鄰接矩陣的網(wǎng)絡(luò)流量檢測點選取算法（ITAM）。ITAM算法不但使得網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)滿足對任意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

7、度數(shù)大于2這一假設(shè)條件，同時為TAM算法提供了算法入口點。
　　 (4)針對未知網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)情況下的網(wǎng)絡(luò)流量檢測點的選取問題，提出一種基于三元組信息標(biāo)記方法的網(wǎng)絡(luò)流量檢測點選取算法(TTI)。TTI算法將網(wǎng)絡(luò)流量檢測點選取問題抽象為無向圖的弱頂點覆蓋問題，使用三元組信息標(biāo)記網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，通過比較和替換節(jié)點的三元組信息。根據(jù)最后的三元組信息中ID值，發(fā)現(xiàn)的弱頂點覆蓋集。
　　 (5)現(xiàn)有的各類網(wǎng)絡(luò)檢測點選取算法基本上都是針對網(wǎng)