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大流量环境下实时P2P流媒体行为识别系统设计与实现

作　者: 彭晓天
导　师: 李芝棠
学　校: 华中科技大学
专　业: 信息安全
关键词: P2P流媒体行为识别系统大流量环境哈希链表动态内存分配
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 23次
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内容摘要

由于具有资源暂存性特征,可以通过检测节点与资源之间的连接的断点和调度是否具有一致性的统计特征来识别节点是否具有P2P流媒体行为,即华中科技大学网络中心863项目组提出的“断点调度一致性”(BSI)算法。基于流信息统计的行为识别系统在大流量环境下在高效性、扩展性和协调性方面存在问题,以及BSI算法特有的丢包敏感性问题,使得在大流量环境下部署基于BSI算法的实时P2P流媒体行为识别系统必须着重解决时间上和空间上的性能瓶颈。为了提高流信息的查找和组织效率,需要使用高效的哈希算法和优化的哈希链表结构来管理流信息记录。通过扩充哈希算法的值域可以减小冲突深度,使用d-left算法优化哈希链表结构可以使数据分布更加均匀;将树结构和哈希链表结构结合互补,也可以改进哈希表的性能。基于双向流的特点,提出了一种高效的流信息存储和查找方法,可以将五元组压缩为“四元组”,并且只需一次查找即可命中。由于传统的堆分配算法的零碎分配和堆头额外空间占用以及对齐问题,且数据集中备份的效率极低。对此提出了大块内存分配管理技术,对流信息记录的空间需求集中分配,统一管理,极大地提升了流信息存储的空间性能,以及流信息拷贝和转储的时间性能,有效地解决了系统的扩展性问题和协调性问题。利用高效的流信息组织数据结构和查找算法,以及优化的内存分配管理算法,实现了基于BSI算法的可以稳定运行在大流量环境下的实时P2P流媒体行为识别系统。系统分为网络数据获取模块、流信息记录模块、流数据备份传输模块和节点信息统计模块。通过对BSI统计数据的分析确定阈值,并在实际网络中进行真集测试,验证显示系统的识别准确度很高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-18
  1.1 研究背景与目的  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
  1.3 主要研究工作  16
  1.4 论文组织结构  16-18
2 断点调度一致性算法的原理及大流量下面临的问题  18-29
  2.1 典型P2P 流媒体系统的机制分析  18-21
  2.2 P2P 流媒体系统的流量行为特征  21-23
  2.3 基于流的P2P 流媒体行为识别方法  23-26
  2.4 BSI 算法在大流量高速网络下的性能瓶颈  26-28
  2.5 本章小结  28-29
3 高效的流信息组织与查找技术设计  29-46
  3.1 流信息组织结构的选择  30-34
  3.2 对哈希算法的优化  34-40
  3.3 对哈希链表数据结构的改造  40-42
  3.4 树结构的改造提升  42-44
  3.5 将哈希表与树结构结合  44
  3.6 针对流信息特点的查找优化  44-45
  3.7 本章小结  45-46
4 优化的空间分配管理技术研究  46-57
  4.1 堆分配算法的问题  46-50
  4.2 优化的内存分配技术  50-51
  4.3 对空间性能的优化效果  51-53
  4.4 对数据遍历拷贝的优化效果  53-54
  4.5 对数据传输与转储的优化效果  54-56
  4.6 本章小结  56-57
5 大流量环境下实时P2P 流媒体行为识别系统设计与实现  57-74
  5.1 系统总体框架设计及处理流程  57-59
  5.2 网络数据获取模块  59-63
  5.3 主要数据结构设计及流信息记录过程  63-67
  5.4 流数据备份传输模块  67-70
  5.5 节点信息统计模块  70-73
  5.6 本章小结  73-74
6 系统测试与评价  74-80
  6.1 测试环境部署  74
  6.2 系统测试界面  74-77
  6.3 真集测试与结果阈值的确定  77-79
  6.4 本章小结  79-80
7 总结与展望  80-83
  7.1 总结  80-81
  7.2 未来工作展望  81-83
致谢  83-84
参考文献  84-88
附录1 攻读学位期间发表论文目录  88

大流量环境下实时P2P流媒体行为识别系统设计与实现

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