網絡流量異常檢測方法研究及仿真平臺研制.pdf

1、在計算機網絡規(guī)模和應用領域不斷擴大的今天,網絡已經成為人們日常工作和生活的重要組成部分。而隨著網絡應用范圍的擴大,由網絡攻擊、蠕蟲病毒、惡意下載、設備異常等因素導致的網絡流量異常可能嚴重影響網絡性能、干擾網絡正常運行。如何及時而準確的檢測網絡流量異常,保證網絡的正常運行,為用戶提供一個良好的網絡環(huán)境成為備受國內外學術界和工業(yè)界關注的研究課題。 網絡流量異常檢測方法按照其檢測范圍分類,可以分為局部異常檢測和全局異常檢測。局部流量異

2、常檢測方法認為異常流量會在網絡中的某一個節(jié)點或者某一條鏈路上較為明顯地表現出來,因此可以將流量視為一個一維時間信號,利用一維時間信號的分析方法進行分析,得出異常檢測結論。全局異常檢測認為某些異常無法在單條鏈路的流量上明顯的表現出來,如DDoS(分布式拒絕服務)攻擊、蠕蟲傳播等,要檢測這類異常就必須以整個網絡的多個流量信號作為基礎進行檢測。本文在局部異常檢測和全局異常檢測兩方面都進行了研究。 在局部異常檢測方面,本文提出了一種尺度

3、可調的多分辨網絡流量異常檢測方法,可以提高檢測的針對性和檢測精度。通過引入S變換,使得我們可以根據流量信號的頻譜特征自動調整分頻信號的頻譜寬度,符合異常特征；通過信號自適應重構后的再次檢測,進一步確認異常特征,提高了檢測的可靠性。 在全局異常檢測方面,本文提出了一種全局的多流量多參數相關異常檢測方法。該方法利用同一異常在不同鏈路或OD(Origin-Destination)流所產生的多個異常流量信號在頻率、幅值變化特征等方面具有

4、相似性這一特點,將這種相似性作為檢測的依據來檢測異常。首先得到多個OD流或鏈路流量的多個參數,然后對每條流量的這些參數進行ICA(Independent Component Analysis)分析,估計出該流量的異常行為特征變量序列,最后利用K-L變換進行多個OD流或鏈路之間的全局相關分析,判斷是否出現異常。 在實際應用中,全局異常檢測系統應該是一個分布式的檢測系統,為了減輕中心檢測節(jié)點的計算負擔,提高檢測效率,本文提出了一種分

5、布式網絡流量異常檢測機制,并利用該機制研制了分布式網絡流量異常檢測仿真平臺。該仿真平臺通過兩級檢測機制,可以減輕中心節(jié)點的計算負擔；通過將網絡參數統計部分和異常檢測部分相分離,實現了平臺的通用性和可擴展性。文中提出的算法在Windows平臺下利用Matlab、NS2進行了仿真,從仿真結果可以看出,所提出的局部和全局流量異常檢測方法,都取得了令人滿意的檢測結果,從而驗證了算法的有效性。這些檢測算法及機制,可以作為整體解決方案的一個組成部分