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P2P流量检测与控制系统的研究与实现

作　者: 陈康超
导　师: 张颖超
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: P2P 流量识别 流量控制 互信息 随机森林
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 54次
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内容摘要


近年来,P2P技术的盛行丰富了互联网的应用,特别是P2P网络在文件资源共享以及分布式计算方面充分显示出其优势,但是也带来了相应的问题：一方面,P2P应用占用了大量的带宽资源造成网络拥塞；另一方面,P2P网络的复杂性使其带来的网络安全问题日益突出。因此,准确地识别P2P流量对于解决这些问题显得尤为更要。论文首先分析了P2P技术以及P2P流量识别技术,总结了当前P2P流量识别方法的优缺点,然后确定将基于深度数据包检测技术和基于机器学习的P2P流量识别方法作为研究重点。基于深度数据包检测技术的研究方面,首先通过抓包和逆向分析的方法获取常用P2P协议的应用层特征,接着研究分析了典型的字符串匹配算法,选择较为实用的匹配算法,最后实现常用P2P协议的识别。基于机器学习的P2P流量识别的研究方面,首先采用基于混合互信息的特征选择方法从Andrew Moore数据集的248种特征中筛选出了显著的分类特征子集,子集中排除了冗余的特征,然后研究了随机森林分类算法,采用bagging方法构建随机森林,最后将特征子集用于随机森林分类器,实验表明：将基于互信息方法选取的特征用于RF分类器,取得了较高的流识别准确率。在上述分析研究的基础上,研究了适用于校园网络的P2P流量检测与控制模型。首先研究了Linux系统Netfilter架构,对Netfilter架构进行扩展,实现系统的基础,然后用系统的思想划分系统模块,并且将基于深度数据包检测技术和基于机器学习的识别方法同时用于P2P流量识别模块,相结合的方法弥补了各自算法的不足,完成各模块的详细设计,最后实现系统,并通过实验对该系统进行了分析和评价,实验的结果证明了系统的有效性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-11
  1.3 论文主要研究内容及创新点  11-12
  1.4 论文结构  12-14
第二章 P2P技术综述及分析  14-19
  2.1 P2P概述  14-15
  2.2 P2P体系结构  15-17
  2.3 P2P网络面临的问题  17
  2.4 小结及分析  17-19
第三章 P2P流检测与控制相关技术研究  19-31
  3.1 P2P流检测技术研究  19-26
    3.1.1 流识别的基本概念  19
    3.1.2 P2P流量识别技术研究  19-25
    3.1.3 P2P流识别技术存在的问题  25-26
  3.2 P2P流控制与管理策略技术研究  26-28
    3.2.1 流量控制算法  26-28
    3.2.2 流量管理策略  28
  3.3 应用层特征匹配算法研究  28-31
    3.3.1 字符串匹配算法介绍  28-29
    3.3.2 应用层特征匹配算法的选取  29-31
第四章 基于互信息与随机森林的P2P流量检测方法  31-46
  4.1 基于互信息的特征选择  31-36
    4.1.1 特征选择  31-33
    4.1.2 熵、条件熵、互信息  33-34
    4.1.3 概率密度估计  34-35
    4.1.4 特征选择算法  35-36
  4.2 基于随机森林的流识别模型  36-42
    4.2.1 决策树  36-37
    4.2.2 随机森林简介  37-40
    4.2.3 随机森林的构建方法  40-41
    4.2.4 基于随机森林的P2P流量检测模型  41-42
  4.3 实验结果与分析  42-45
  4.4 小结  45-46
第五章 P2P流量检测与控制系统模型设计  46-65
  5.1 模型设计思想  46-47
    5.1.1 设计目标  46
    5.1.2 设计思想  46-47
  5.2 模型总体设计  47-50
    5.2.1 模型的体系结构  47-48
    5.2.2 部署网络环境  48-49
    5.2.3 备用链路  49-50
  5.3 流量检测与控制系统后台模块设计  50-56
    5.3.1 Netfilter技术研究及应用  50-52
    5.3.2 流量识别子模块的的详细设计  52-54
    5.3.3 流量控制子模块的详细设计  54-56
  5.4 前台管理设计  56-64
    5.4.1 前台功能需求分析  57
    5.4.2 前台功能模块设计  57-58
    5.4.3 前台功能模块详细设计  58-64
  5.5 小结  64-65
第六章 模型测试及性能分析  65-70
  6.1 测试环境和测试方法  65
  6.2 检测性能分析  65-66
  6.3 系统功能分析  66-70
    6.3.1 P2P流量检测功能分析  66-68
    6.3.2 P2P流量控制功能分析  68-70
第七章 总结与展望  70-72
  7.1 本文主要工作回顾  70
  7.2 将来的工作展望  70-72
参考文献  72-77
作者简介  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络结构与设计
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