本文關(guān)鍵詞：基于FM Sketch的超點(diǎn)檢測算法的研究

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【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)攻擊頻繁發(fā)生,如蠕蟲病毒、分布式拒絕服務(wù)攻擊(DDoS)、端口掃描等。這些攻擊事件在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡(luò)鏈接,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞甚至癱瘓。如掃描式蠕蟲在進(jìn)行傳播時(shí),其被感染主機(jī)通常在短時(shí)間內(nèi)向大量的其它主機(jī)發(fā)送報(bào)文。DDoS則是在短時(shí)間內(nèi)大量不同的主機(jī)向同一被攻擊主機(jī)發(fā)送報(bào)文。超點(diǎn)是在一段測量時(shí)間內(nèi)鏈接了大量不同目的主機(jī)的源主機(jī)。因此,實(shí)時(shí)識別超點(diǎn)對于網(wǎng)絡(luò)安全和管理有重要的意義。本文將Flajolet-Martin(FM) Sketch和IP地址搗碎技術(shù)應(yīng)用于超點(diǎn)檢測。FM Sketch是一隨機(jī)化計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu),而IP地址搗碎使用一個(gè)哈希函數(shù)將32位的IP地址映射到長度為32位的比特位串中,并且該哈希函數(shù)是可逆的。以此為基礎(chǔ)提出了兩種超點(diǎn)檢測算法。第一種檢測算法使用5個(gè)二維位數(shù)組和6個(gè)哈希函數(shù),前四個(gè)哈希函數(shù)選取源IP字符串的部分比特位作為哈希值,根據(jù)哈希函數(shù)的映射特性,利用選擇的哈希短串的重疊比特位還原出源IP字符串,不需要單獨(dú)的空間存儲(chǔ)源IP,減少了讀取內(nèi)存的次數(shù)。該算法分為在線報(bào)文處理模塊和離線統(tǒng)計(jì)模塊。在線報(bào)文處理模塊使用哈希函數(shù)處理報(bào)文并更新位數(shù)組,離線統(tǒng)計(jì)模塊重建源IP字符串,使用FM Sketch估計(jì)超點(diǎn)基數(shù)并輸出超點(diǎn)信息。第二種超點(diǎn)檢測算法在第一種算法的基礎(chǔ)上加入IP地址搗碎技術(shù),該算法的在線報(bào)文處理模塊首先搗碎報(bào)文的源IP地址,離線統(tǒng)計(jì)模塊使用搗碎技術(shù)將重建的源IP進(jìn)行可逆變換。在實(shí)驗(yàn)中,使用從不同網(wǎng)絡(luò)中收集到的報(bào)文Trace進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使用錯(cuò)誤否定率、錯(cuò)誤肯定率作為評估標(biāo)準(zhǔn),將本文的算法和相關(guān)的超點(diǎn)檢測算法進(jìn)行對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法能夠更準(zhǔn)確有效地檢測出超點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)測量 主機(jī)基數(shù) 超點(diǎn) FM Sketch IP地址搗碎
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 網(wǎng)絡(luò)測量相關(guān)技術(shù)16-19
• 2.1 FM Sketch16-17
• 2.2 IP地址搗碎17-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 第3章 超點(diǎn)檢測算法的研究19-30
• 3.1 基于流抽樣的超點(diǎn)檢測算法19-21
• 3.1.1 流抽樣19
• 3.1.2 基于哈希流抽樣的超連接主機(jī)檢測算法19-21
• 3.2 基于Bitmap的超點(diǎn)檢測算法21-27
• 3.2.1 Bitmap21
• 3.2.2 基于隨機(jī)老化過濾器的隱超點(diǎn)檢測算法21-22
• 3.2.3 基于虛擬向量的超點(diǎn)檢測算法22-25
• 3.2.4 基于可逆結(jié)構(gòu)的超點(diǎn)檢測算法25-27
• 3.3 基于Bloom Filter的超點(diǎn)檢測算法27-29
• 3.3.1 Bloom Filter27-28
• 3.3.2 基于CBF的超點(diǎn)檢測算法28-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第4章 基于FM Sketch的超點(diǎn)檢測算法30-44
• 4.1 FMBF算法30-38
• 4.1.1 總體設(shè)計(jì)30-31
• 4.1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)31-33
• 4.1.3 在線報(bào)文處理模塊33-35
• 4.1.4 離線統(tǒng)計(jì)模塊35-38
• 4.2 IM-FMBF算法38-42
• 4.2.1 總體設(shè)計(jì)38
• 4.2.2 具體描述38-42
• 4.3 算法的性能分析42-43
• 4.3.1 算法的空間復(fù)雜度42
• 4.3.2 算法的時(shí)間復(fù)雜度42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 實(shí)驗(yàn)44-59
• 5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)44
• 5.2 測量測度44
• 5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析44-49
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)47
• 5.3.2 IP地址搗碎前后均勻性對比47-49
• 5.4 FMBF和IM-FMBF算法實(shí)驗(yàn)對比49-51
• 5.4.1 參數(shù)設(shè)置49
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-51
• 5.5 IM-FMBF和RCDS算法實(shí)驗(yàn)對比51-58
• 5.5.1 參數(shù)設(shè)置51-52
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境52
• 5.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果52-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第6章 總結(jié)與展望59-60
• 6.1 總結(jié)59
• 6.2 工作展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文64-65
• 致謝65

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