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流量矩阵分析的新方法研究

作　者: 钟滨泽
导　师: 田慧
学　校: 北京交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 流量矩阵多尺度扩散小波扩散小波算子异常检测
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

互联网技术作为21世纪发展最快的技术之一,已经广泛的应用于我们的生产生活当中,并且对社会的进步、经济的发展做出了巨大的贡献。然而,随着互联网技术进一步成熟,近年来也涌现出了大量的新型网络应用和服务,它们给人们带来方便娱乐的同时,也给网络运营商的管理维护带来了巨大的压力。与此同时,数量众多的异构网络的接入,更加使得互联网变得难以掌控。如何有效的监控和分析互联网络则显得尤为必要。网络流量工程中的一个重要的参数就是流量矩阵,它对流量工程的重要性使得它广受研究人员的关注,并成为Internet的一个重要研究方向。流量矩阵的研究分为两个方面,流量矩阵的估计和流量矩阵的分析。本文将采用近年来新提出的一种分析方法来研究分析流量矩阵,并以此实现对流量矩阵异常的检测分析。本文的研究内容主要分为如下三个方面：1)算子的选择。经过实验分析,不同的扩散小波算子将对小波系数矩阵产生微妙的变化,而这些变化将在一定程度上影响流量矩阵不同情况下的分析。所以本文的第一个工作将是设计实验,并分析对比两个常用的扩散小波算子,RandomWalk算子和I-L算子,然后选一个作为本文异常检测实验的扩散小波算子。文中设计了3个方向的对比实验来凸显两个算子各自的优劣。2)异常检测。在完成扩散小波算子的对比实验后,本文将展开流量矩阵的异常检测实验。在异常检测实验中,本文将从异常检测算法设计和异常实验数据选择两方面展开,并给出最终的异常检测结果。3)异常定位。在文章的最后,本文通过实验及统计,分析了扩散小波系数矩阵与原始流量矩阵之间存在的一些规律,通过这个规律可以由系数矩阵的异常变化来推测出原始流量矩阵中出现异常的节点的位置。作为对这个规律的应用,本文设计实验完成了流量矩阵的断路检测。基于扩散小波的多尺度流量矩阵分析能够通过合适尺度的小波系数矩阵来解析原始流量矩阵信息。这样不但减少了分析的计算量,还能使分析变得更加准确有效。扩散小波算子的应用,使得流量矩阵的重要特征可以用小波系数矩阵来描述,两者之间存在的潜在联系对于网路工程中的应用都具备极大的研究价值。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 引言  11-19
  1.1 网络测量简介  11-12
  1.2 流量矩阵  12-16
    1.2.1 流量矩阵估计与分析  12-13
    1.2.2 国内外研究现状  13-16
  1.3 研究内容及难点  16-18
    1.3.1 研究趋势  16
    1.3.2 研究内容  16-17
    1.3.3 研究难点  17-18
  1.4 本文的主要内容安排  18-19
2 流量矩阵的分析  19-28
  2.1 引言  19
  2.2 小波分析介绍  19-24
    2.2.1 小波变换  20-22
    2.2.2 流量矩阵的小波变换  22-24
  2.3 基于扩散小波的流量矩阵分析  24-25
  2.4 I-L算子和RandomWalk算子  25-27
  2.5 本章小结  27-28
3 算子的比较  28-37
  3.1 引言  28
  3.2 数学结构的差异  28-30
  3.3 重构误差上的差异  30-33
  3.4 异常检测对比  33-36
  3.5 本章小结  36-37
4 流量矩阵异常检测及定位  37-59
  4.1 网络异常简介  37-41
    4.1.1 网络异常检测简介  38-40
    4.1.2 异常检测的缺点  40-41
  4.2 基于扩散小波MRA的异常检测  41-47
    4.2.1 异常检测算法  42-45
    4.2.2 小波尺度的选择  45-47
  4.3 异常检测结果  47-48
  4.4 异常定位判断研究  48-58
    4.4.1 断路异常检测的研究  51-58
  4.5 本章小结  58-59
5 总结  59-61
参考文献  61-64
附录A  64-65
索引  65-66
作者简历  66-68
学位论文数据集  68

流量矩阵分析的新方法研究

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