本文關鍵詞：基于SDN的負載均衡和DDOS攻擊檢測技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,計算機網(wǎng)絡技術正處于高速發(fā)展階段。伴隨著網(wǎng)絡中各種業(yè)務的爆炸式增長,用戶對網(wǎng)絡傳輸中的帶寬和速率以及安全性有了更高的要求。傳統(tǒng)網(wǎng)絡中,由于網(wǎng)絡協(xié)議種類繁多和網(wǎng)絡架構較為復雜,使得網(wǎng)絡管理人員難以對網(wǎng)絡中的故障和安全問題進行及時與有效的維護和處理。如何提高網(wǎng)絡的綜合性能、設計出能夠適應靈活可變網(wǎng)絡環(huán)境的體系架構成為了科研人員亟待攻克的難題。近年來,軟件定義網(wǎng)絡SDN(Software Defined Networking)技術的提出為網(wǎng)絡創(chuàng)新性研究提供了新的思路和方法。和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡相比,SDN網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)平面和控制平面相分離。網(wǎng)絡中的交換機只提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能,網(wǎng)絡全局的管理工作由控制器來完成。開發(fā)人員通過控制器掌握網(wǎng)絡中的各項參數(shù),使用控制器提供的應用層接口對網(wǎng)絡流進行編程�？刂破魍ㄟ^下發(fā)流表的方式對網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸進行控制,可達到靈活、高效地調(diào)配網(wǎng)絡資源。SDN網(wǎng)絡運營建立在開放式的編程基礎之上,不需要依靠特定的硬件設備,從而大大降低了業(yè)務部署和維護成本。OpenFlow協(xié)議是目前實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡的核心技術,它是SDN中最重要的南向開放協(xié)議標準。在SDN網(wǎng)絡中,控制器通過OpenFlow協(xié)議與交換機進行通信。本文概述了SDN的現(xiàn)狀與發(fā)展,介紹了SDN網(wǎng)絡架構和控制器以及論文實驗使用的Open vSwitch交換機和網(wǎng)絡拓撲仿真軟件Mininet。針對SDN網(wǎng)絡的現(xiàn)實需求,結合了對傳統(tǒng)網(wǎng)絡中負載均衡和DDOS攻擊檢測技術的研究,完成的主要工作如下：首先,在SDN網(wǎng)絡環(huán)境中,提出了一種基于流量的服務器負載均衡技術。針對傳統(tǒng)網(wǎng)絡中負載均衡技術無法對網(wǎng)絡突發(fā)情況實現(xiàn)快速反應和動態(tài)調(diào)整等問題,本方案首先利用SDN控制器對各交換機端口的流量進行檢測,通過z分數(shù)法計算出整個網(wǎng)絡拓撲的流速失衡值,使用閾值判斷的方式確定網(wǎng)絡是否需要進行負載均衡,然后通過一次指數(shù)平滑法計算出的混合流速值確定數(shù)據(jù)流重定向的服務器,最終采用SDN控制器下發(fā)流表的方式完成對流量的分流,實現(xiàn)了對服務器的負載均衡。通過實驗表明,該技術不僅實現(xiàn)了對服務器流量的動態(tài)調(diào)整,而且減少了服務器之間頻繁切換的“抖動”現(xiàn)象。其次,在SDN網(wǎng)絡中提出了一種基于流量特征的DDOS攻擊檢測技術。針對SDN網(wǎng)絡這種新型網(wǎng)絡架構下可能出現(xiàn)大量基于流的DDOS攻擊問題,本文將傳統(tǒng)的SVM-KNN算法通過引入Relief算法的方式進行加權改進,最終將改進算法應用到SDN網(wǎng)絡環(huán)境下進行基于流量特征的DDOS攻擊檢測。通過構建的SDN網(wǎng)絡仿真環(huán)境進行實驗,驗證了該算法具有較高的攻擊檢出率并能很好地應用于SDN環(huán)境下。
【關鍵詞】：SDN網(wǎng)絡 負載均衡 DDOS攻擊檢測 z分數(shù)法 一次指數(shù)平滑法 SVM-KNN算法 Relief算法
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.08
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢10-12
• 1.3 論文的主要工作12-13
• 1.4 本章小結13-14
• 第二章 基本概念和技術背景14-26
• 2.1 SDN網(wǎng)絡架構14-17
• 2.1.1 應用層14-15
• 2.1.2 北向接口15
• 2.1.3 控制層15-16
• 2.1.4 南向接口16
• 2.1.5 基礎設施16-17
• 2.2 OpenFlow技術17-20
• 2.2.1 OpenFlow技術的發(fā)展史17
• 2.2.2 OpenFlow技術的原理17-20
• 2.3 Floodlight控制器20-22
• 2.3.1 Floodlight控制架構20-21
• 2.3.2 Floodlight模塊分析21-22
• 2.4 Open vSwitch和Mininet22
• 2.5 負載均衡技術22-23
• 2.6 DDOS攻擊檢測技術23-25
• 2.7 本章小結25-26
• 第三章 SDN網(wǎng)絡下一種基于流量的服務器負載均衡技術26-40
• 3.1 基于最大流速分析的非均衡判斷方法26-28
• 3.1.1 z分數(shù)26-27
• 3.1.2 非均衡判斷條件27-28
• 3.2 基于一次指數(shù)平滑法的端口選擇方法28-30
• 3.2.1 一次指數(shù)平滑法28-29
• 3.2.2 端口選擇判斷29-30
• 3.3 模塊實現(xiàn)30-32
• 3.3.1 總體框架30-31
• 3.3.2 ARP處理過程31-32
• 3.3.3 TCP請求32
• 3.4 實驗設計與結果分析32-39
• 3.5 本章小結39-40
• 第四章 SDN網(wǎng)絡下一種基于流量特征的DDOS攻擊檢測技術40-66
• 4.1 支持向量機算法40-44
• 4.1.1 最優(yōu)分類超平面41
• 4.1.2 線性可分SVM41-43
• 4.1.3 線性不可分SVM43
• 4.1.4 核函數(shù)43-44
• 4.1.5 支持向量機的優(yōu)缺點44
• 4.2 k近鄰算法44-46
• 4.2.1 k近鄰算法簡介44-46
• 4.2.2 k近鄰算法的優(yōu)缺點46
• 4.3 SVM-KNN算法及改進46-55
• 4.3.1 SVM-KNN算法的提出46-47
• 4.3.2 SVM-KNN算法的實現(xiàn)47-48
• 4.3.3 Relief算法簡介48-49
• 4.3.4 SVM-KNN算法的改進49-50
• 4.3.5 實驗與分析50-55
• 4.4 SDN網(wǎng)絡下的DDOS攻擊檢測技術方案55-58
• 4.4.1 流量特征55-57
• 4.4.2 SVM KNN改進算法的應用57-58
• 4.5 實驗設計與分析58-65
• 4.5.1 實驗模型58-60
• 4.5.2 實驗過程與分析60-65
• 4.6 本章小結65-66
• 第五章 結論與展望66-68
• 5.1 論文總結66-67
• 5.2 后續(xù)工作展望67-68
• 參考文獻68-72
• 附錄A 圖索引72-74
• Appendix A Figure Index74-76
• 附錄B 表索引76-77
• Appendix B Table Index77-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士學位期間取得的成果79

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