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基于网络层析成像技术的拓扑推断

软件学报 2010年第1期21卷 133-146页

作者：赵洪华陈鸣解放军理工大学指挥自动化学院江苏南京210007

网络层析成像是近年来新兴的一种网络测量技术,该技术结合了网络测量和统计推断,可以解决网络测量的部分难题.网络拓扑推断是网络层析成像技术的重要应用之一,基于网络层析成像技术的拓扑推断通过端到端的测量即可推断网络内部的拓扑结... 详细信息

网络层析成像是近年来新兴的一种网络测量技术,该技术结合了网络测量和统计推断,可以解决网络测量的部分难题.网络拓扑推断是网络层析成像技术的重要应用之一,基于网络层析成像技术的拓扑推断通过端到端的测量即可推断网络内部的拓扑结构,而不需要内部节点的合作.系统地总结了基于网络层析成像的拓扑推断技术的研究现状,对国内外研究进展进行了讨论,最后讨论了当前拓扑推断中存在的问题,并讨论了未来的研究方向.

关键词：网络层析成像拓扑推断网络测量相关性

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网络层析成像研究综述

计算机科学 2006年第9期33卷 12-17页

作者：钱峰胡光岷电子科技大学宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室成都610054

网络层析成像技术作为通信网络、层析成像技术和统计学理论相结合的产物,是一种全新的网络链路级参数推理、拓扑结构识别和OD(Origin-Destination)流估计的技术。在简要介绍网络层析成像的基本概念和数学模型的基础上,本文从网络链路级... 详细信息

网络层析成像技术作为通信网络、层析成像技术和统计学理论相结合的产物,是一种全新的网络链路级参数推理、拓扑结构识别和OD(Origin-Destination)流估计的技术。在简要介绍网络层析成像的基本概念和数学模型的基础上,本文从网络链路级参数的推理、网络拓扑结构识别和OD流的估计3方面介绍了网络层析成像的研究现状,分析和展望了一些有价值的新发展,并指出了下一步的研究方向。

关键词：网络层析成像网络链路级参数推理拓扑结构识别 OD(Origin-Destination)流估计

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网络层析成像技术在网络拓扑推断中的应用

电信科学 2008年第1期24卷 71-75页

作者：赵洪华陈鸣仇小锋解放军理工大学指挥自动化学院南京210007

网络层析成像是根据端到端的测量,通过反演推断获取网络的内部特性。层析成像技术不需要网络内部节点的合作,只需要选择一组接收节点即可完成对网络内部特性的推断,利用网络层析成像技术可以解决网络内部节点不合作的问题。本文讨论了... 详细信息

网络层析成像是根据端到端的测量,通过反演推断获取网络的内部特性。层析成像技术不需要网络内部节点的合作,只需要选择一组接收节点即可完成对网络内部特性的推断,利用网络层析成像技术可以解决网络内部节点不合作的问题。本文讨论了网络层析成像在网络拓扑推断中的测量方法和推断方法,对比了当前的测量方法和推断方法。根据当前的研究讨论了网络层析成像在拓扑推断中的技术难点和下一步研究方向。

关键词：网络层析成像 “邻接”分组对 “三明治”分组列车 DBT

网络层析成像和协作测量结合的网络拓扑识别研究

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网络层析成像和协作测量结合的网络拓扑识别研究

作者：夏萌电子科技大学

学位级别：硕士

在信息技术发展突飞猛进的今天,互联网的重要地位不言而喻。网络中的路由器拓扑结构反映了网络中路由器之间的连接关系,是分析和研究互联网的重要课题。目前已有的路由器级别拓扑识别方法主要依靠传统协作测量搜集原始数据,通过对原始... 详细信息

在信息技术发展突飞猛进的今天,互联网的重要地位不言而喻。网络中的路由器拓扑结构反映了网络中路由器之间的连接关系,是分析和研究互联网的重要课题。目前已有的路由器级别拓扑识别方法主要依靠传统协作测量搜集原始数据,通过对原始数据分析、做别名解析等处理恢复出路由器级别拓扑。这些方法对匿名路由器的处理能力有限,无法准确地识别匿名路由器拓扑,进而对整个路由器级拓扑的精度造成影响。因此,针对现有方法的不足,本文提出了把传统的协作测量和层析成像结合起来,并加入自适应多中心聚类算法来解决匿名路由器的识别问题。本文的主要工作和创新点概括如下：(1)针对拓扑识别中的匿名路由器问题提出了新的匿名路由器识别方法,重点在于解决匿名路由器中的多径问题。该方法的主要思路是把传统协作测量与网络层析成像相结合,并在此基础上加入基于自适应多中心聚类方法来处理层析成像所得数据,聚类的目的在于获取匿名路由的路径数量,通过对网络层析成像数据计算相关度向量,再对这些相关度向量进行聚类可以比较精确地得到多径匿名路由中的路径数目。而由于拓扑未知,聚类前无法得知路径数目,本文采用对最大最小距离法改进而得到的自适应多中心聚类算法。再通过层析成像得出的共享路径信息,最终完成对多径匿名路由器的识别,从而协助构建路由器级拓扑。(2)针对平行结构和星型结构两种最为广泛和典型的匿名路由器拓扑结构将本文提出的新方法应用其中。详细分析了每种结构中可能出现的各种情况,讨论其拓扑结构用本文所提出方法识别的可能性及解决方案,并针对各自特点分别总结归纳得出一个结论,基于该结论分别得出一套拓扑识别流程。最后在较大的实际网络拓扑中对本文的方法进行了验证。本文使用理论数据和CAIDA提供的真实网络测量数据对提出的方法进行了实验验证,实验结果表明,本文提出的方法能够有效地解决多径匿名路由器问题,识别和分析出准确的路由器级拓扑,并且对于平行结构和星型结构两种典型情况,本文的方法取得了较为理想的结果。

关键词：网络层析成像协作测量匿名路由器识别自适应多中心聚类拓扑识别

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对抗多模式网络层析成像的拓扑混淆机制

计算机工程 2023年第12期49卷 282-293,303页

作者：林洪秀邢长友詹熙中国人民解放军陆军工程大学指挥控制工程学院南京210007

网络层析成像技术能通过测量目标网络的端到端性能测度来推断其拓扑结构,进而为攻击者开展更加精准的网络攻击行为提供支持。尽管网络拓扑混淆技术为对抗这类侦察行为提供了一种解决思路,但现有的网络拓扑混淆技术在探测模式识别准确度... 详细信息

网络层析成像技术能通过测量目标网络的端到端性能测度来推断其拓扑结构,进而为攻击者开展更加精准的网络攻击行为提供支持。尽管网络拓扑混淆技术为对抗这类侦察行为提供了一种解决思路,但现有的网络拓扑混淆技术在探测模式识别准确度、对抗行为有效性等方面仍存在不足。为此,提出一种对抗多模式网络层析成像的拓扑混淆机制M2NTO。针对网络层析成像模式多样化的特点,M2NTO基于增量更新的动态决策树分类算法,构建一种能够在线对抗多样化探测行为的端到端性能参数扰动方法,以应对不同模式的层析成像拓扑探测手段。在多种典型真实网络拓扑上的仿真实验表明,M2NTO在多个场景中都能够以在线的方式准确识别不同模式的探测行为,探测流识别准确率在多个场景下都达到了98%以上,误报率维持在2%之内,探测流分类准确率达到95%以上,在此基础上,通过扰动相应的性能测度干扰攻击者的推断结果,使攻击者推断的网络拓扑与真实网络拓扑的相似度下降到60%以下,有效增强混淆拓扑生成的效能。

关键词：拓扑混淆拓扑推断网络层析成像流量识别动态决策树

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改善多源网络层析成像的可辨识性

计算机工程与应用 2009年第16期45卷 126-129,168页

作者：费高雷胡光岷电子科技大学宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室成都610054

多源网络层析成像采用多源多目标的网络端到端测量,可获得网状的拓扑结构,突破了一般拓扑识别方法只能识别树状拓扑网络的限制。针对现有方法存在的可辨识性问题,通过提取网络基本分析单元(两个源,两个目的节点的子网)的层次特征来获得... 详细信息

多源网络层析成像采用多源多目标的网络端到端测量,可获得网状的拓扑结构,突破了一般拓扑识别方法只能识别树状拓扑网络的限制。针对现有方法存在的可辨识性问题,通过提取网络基本分析单元(两个源,两个目的节点的子网)的层次特征来获得其完整的拓扑信息,并提出了可辨识任意网络的融合算法来合并基本分析单元的拓扑信息,估计网络网状拓扑结构。论证了该文方法具有更强的可辨识性,仿真实验也证明了这一点。

关键词：多源多目标网络层析成像拓扑估计可辨识性

AntiMNT:一种对抗多源网络层析成像的拓扑混淆机制

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计算机应用研究 2023年第1期40卷 257-262页

作者：林洪秀邢长友刘亚群丁科陆军工程大学指挥控制工程学院南京210007

作为一种典型的网络拓扑推断方法,网络层析成像技术可以被攻击者用来准确推断目标网络的拓扑结构,进而向关键节点或链路发起有针对性的攻击行为。为了有效隐藏真实的网络拓扑结构等信息,提出了一种基于主动欺骗方式对抗多源网络层析成... 详细信息

作为一种典型的网络拓扑推断方法,网络层析成像技术可以被攻击者用来准确推断目标网络的拓扑结构,进而向关键节点或链路发起有针对性的攻击行为。为了有效隐藏真实的网络拓扑结构等信息,提出了一种基于主动欺骗方式对抗多源网络层析成像探测的拓扑混淆机制AntiMNT。AntiMNT针对多源网络层析成像的探测过程,策略性地构建虚假拓扑结构,并据此混淆攻击者对目标网络的端到端测量数据,使其形成错误的拓扑推断结果。为了高效生成具有高欺骗特征的混淆网络拓扑,AntiMNT随机生成候选混淆拓扑集,并在此基础上用多目标优化算法搜索具有高安全性和可信度的最优混淆拓扑。基于几种真实网络拓扑的实验分析表明,AntiMNT可以生成高欺骗性和安全性的混淆网络拓扑,从而能够有效防御基于网络层析成像的网络侦察。

关键词：拓扑混淆网络层析成像拓扑推断欺骗防御

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基于网络层析成像技术的拓扑推断研究

基于网络层析成像技术的拓扑推断研究

作者：陈权贺华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

当今的互联网是一个庞大的分布式网络,随着社会的不断发展,其规模不断扩大,对于网络的管理、优化以及故障诊断等方面也提出了更大的挑战,倘若能够识别网络的拓扑结构,这一切问题都会得到简化。固定网络的拓扑推断主要有两种方法:一种是... 详细信息

当今的互联网是一个庞大的分布式网络,随着社会的不断发展,其规模不断扩大,对于网络的管理、优化以及故障诊断等方面也提出了更大的挑战,倘若能够识别网络的拓扑结构,这一切问题都会得到简化。固定网络的拓扑推断主要有两种方法:一种是传统的网络推断方法,它通过收集网络内部节点的相关拓扑信息进行分析和处理,从而推理出网络拓扑结构,这种方法有赖于网络内部节点的配合,而且,信息收集过程中容易增加网络通信负载,这个问题也不容忽视;另一种方法是网络层析成像技术,采用这种方式,即使在没有来自内部节点协作的情况下,只要通过在网络边界处采用主动测量或被动接收的方式获得网络内的有用信息,再而利用统计学的方法就能够进行拓扑推断。本文从系统模型、参数测量方法以及逻辑拓扑推断算法等方面详细介绍了网络层析成像技术,其中,重点探究了基于网络层析成像技术的网络拓扑估计算法,对其突出特点与现存问题做了详尽的说明,并对之进行改进,在估计准确性和推断效率上有一定的提升。首先,针对基于最大似然的拓扑估计方法计算复杂度过高的问题(特别是网络规模较大时),提出了改进的带正则项的最大似然快速拓扑估计方法,有效降低了计算量,并通过理论证明和仿真实验进行了论证。另外,针对现有分层拓扑估计算法在节点相关性方差较大时,会出现性能下降的情况,提出了基于合并分层聚类的网络拓扑推断算法,该算法采用自底向上的合并分层聚类,每次聚类仅使用与最大相关节点对有关的数据,通过这个方式,在原有的分层拓扑估计算法基础上,降低了运算复杂度,提高了算法的参数估计精度。

关键词：网络层析成像网络测量统计推理

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基于网络层析成像的多径路由故障链路定位

基于网络层析成像的多径路由故障链路定位

作者：杨析儒电子科技大学

学位级别：硕士

互联网的应用范围越来越广，已经渐渐渗透到人们的衣食住行等很多方面，使得人们对互联网的依赖性越来越高。在这种情况下，一旦网络中出现故障，往往会给人们的工作和生活带来极大的不便。因此，通过一定的方式对网络进行监控管理，及... 详细信息

互联网的应用范围越来越广，已经渐渐渗透到人们的衣食住行等很多方面，使得人们对互联网的依赖性越来越高。在这种情况下，一旦网络中出现故障，往往会给人们的工作和生活带来极大的不便。因此，通过一定的方式对网络进行监控管理，及时地发现并消除网络中的故障就显得很有必要。现有的网络故障链路诊断方法是假设目标网络是一个具有树状逻辑拓扑结构的网络，以端到端测量数据为算法的主要输入来进行相关的故障链路诊断。而当网络中实施了流量均衡等等路由策略（如ECMP，等价多径路由）时，目标网络的逻辑拓扑结构会因为到达目的节点的路由路径不唯一而引入某种意义上的不确定性。也正因传统方法对端到端测量数据唯一性（路由路径）的要求，而使其无法直接应用于这种基于多径路由情形的（非树状逻辑拓扑结构）网络故障链路诊断。为了克服传统方法的上述局限性，本文从如何在存在多径路由情形的网络中进行相关的故障链路诊断展开研究。主要创新工作有： 1、设计了一个网络仿真实验平台，设计方案中的仿真实验平台由硬件部分和软件部分组成。硬件部分主要包含具有三层路由功能的路由器以及一个（用以模拟具有多径路由的目的节点的）配置有双网卡的电脑;软件部分本文基于UDP通信协议实现了一个能在网络中进行端到端测量的探测包发包程序，另外为便于控制网络背景流本文同时也实现了一种基于TCP通信协议的背景流流量发生器。 2、本文在概述了传统网络故障链路诊断算法的一些研究特点后，以单路径故障门限讨论作为切入点，引出了多径路由情形下路径故障门限值定义的问题。通过借鉴树状结构网络的故障门限模型，提出并定义了多径路由情形下的路径故障门限值，并对其进行了理论推导和分析。 3、由于传统故障链路诊断方法对端到端数据唯一性（路由路径唯一性）要求的局限性，本文提出了基于k均值聚类方法来进行多路径故障链路诊断。通过对多路径上的端到端测量数据进行聚类后，将所聚得的端到端测量数据类判断为属于哪条路由路径的测量结果。这样，就一定程度上解决了多径路由情形下多路径目的节点的端到端测量数据的不确定性，从而将非树状逻辑拓扑结构下的故障链路诊断问题转化为传统树状拓扑下故障链路诊断问题。最后，本文利用经典的SCFS算法对故障链路进行识别和定位。通过对实验结果进行分析，得到如下结论，本文所提出的处理方法在网络轻度故障的情况下能够很好地检测出靠近多径路由目的节点的最后一跳链路状态是否健康。

关键词：网络层析成像多径路由多路径故障门限 k均值聚类