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基于自适应Sketch的高速网络流大小测量机制

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中国科学:信息科学 2024年第7期54卷 1677-1691页

作者：卜霄菲黄河孙玉娥王兆杰吴晓灿沈阳师范大学软件学院苏州大学计算机科学与技术学院苏州大学轨道交通学院

高速网络流大小的测量面临着高速存储资源极度稀缺的挑战,难以满足海量流式数据的实时存储需求.目前的研究大多采用存储资源共享技术,以便将设计的估计器置于稀缺的高速片上缓存中.然而,这种方法引入了大量难以消除的噪声,导致中小规模... 详细信息

高速网络流大小的测量面临着高速存储资源极度稀缺的挑战,难以满足海量流式数据的实时存储需求.目前的研究大多采用存储资源共享技术,以便将设计的估计器置于稀缺的高速片上缓存中.然而,这种方法引入了大量难以消除的噪声,导致中小规模流的估算精度不高.为了解决这一问题,本文提出一种能根据流大小自适应调整所占用存储空间的自适应Sketch技术,并在此基础上设计出一个高精度、低存储开销的每流大小估计器.自适应Sketch技术利用可逆计数器高效滤除海量噪声小流,并进一步采用采样概率逐层递减的采样计数器实现对不同规模流的自适应采样计数,从而控制大流对资源的过多占用,实现了低开销、高精度的每流大小测量.基于真实网络数据集CAIDA 2019的仿真实验表明,所提出的自适应Sketch流大小估计器的平均相对误差较现有机制降低了接近1个数量级.

关键词：高速网络流大小测量 Sketch 噪声小流过滤可逆计数器

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申威平台高速网络数据处理框架的设计与实现

计算机技术与发展 2024年第7期34卷 184-191页

作者：曹建军佘平聂世强中国电子科技集团公司第三十二研究所上海201808 西安交通大学陕西西安710049

随着大数据时代网络流量的激增,传统内核网络协议栈由于内核切换开销占比高等原因导致现有基于内核的网络数据处理系统无法充分利用10 Gb乃至100 Gb的高速网卡收发能力。为了降低内核切换开销,开源DPDK用户态网络开发套件被提出以支持... 详细信息

随着大数据时代网络流量的激增,传统内核网络协议栈由于内核切换开销占比高等原因导致现有基于内核的网络数据处理系统无法充分利用10 Gb乃至100 Gb的高速网卡收发能力。为了降低内核切换开销,开源DPDK用户态网络开发套件被提出以支持高速网络流量处理,并在x86平台得到大规模应用和部署。为了满足国产化信创和网络安全的要求,面向国产申威处理器平台设计并实现了一套基于DPDK的网络流量组包解析框架,充分利用DPDK的大页内存、无锁队列等机制,设计多线程并行以发挥申威处理器多核性能,支持常见基于TCP/UDP的多种应用层协议解析,并具有轻量化和可扩展特点。基于真实硬件平台实验结果表明,该框架性能比现有主流软件提高10%左右,为基于国产处理器平台的高速网络数据处理做了初步探索。

关键词： DPDK 协议分析高速网络 TCP/IP协议栈国产处理器

基于混合嵌入和胶囊网络的恶意URL分类模型

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工业控制计算机 2024年第2期37卷 114-116页

作者：于晓琪金彦亮上海大学通信与信息工程学院上海200444

作为最常见的网络安全威胁之一,恶意URL攻击每年都会造成巨大的经济损失,尽管研究人员已经提出了许多方法来检测恶意URL,但现有方法存在不能充分利用URL提供的有用信息和对URL中的区分性特征提取不充分的问题,导致分类性能不佳。提出了... 详细信息

作为最常见的网络安全威胁之一,恶意URL攻击每年都会造成巨大的经济损失,尽管研究人员已经提出了许多方法来检测恶意URL,但现有方法存在不能充分利用URL提供的有用信息和对URL中的区分性特征提取不充分的问题,导致分类性能不佳。提出了一种基于混合嵌入和胶囊网络的恶意URL分类模型,引入高速网络和胶囊网络从URL的混合嵌入表示中提取区分性特征,提高了模型的分类性能。在公开数据集ISCX-URL2016上的实验结果表明,该文模型与其他基线方法相比,实现了更好的分类性能,能够有效应对混淆技术的多样性。

关键词：恶意URL分类胶囊网络高速网络深度学习

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基于两段高速网络的命名实体识别

中文信息学报 2022年第3期36卷 64-72页

作者：陈淳李明扬孔芳苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215006

命名实体识别作为自然语言处理领域的基础问题一直备受关注。中文命名实体特别是组合命名实体,由于其内部结构复杂,故长度可以很长,已有的研究还存在以下两个问题:一是字和词之间的关联信息未能充分挖掘,无法将组合实体和简单实体做统... 详细信息

命名实体识别作为自然语言处理领域的基础问题一直备受关注。中文命名实体特别是组合命名实体,由于其内部结构复杂,故长度可以很长,已有的研究还存在以下两个问题:一是字和词之间的关联信息未能充分挖掘,无法将组合实体和简单实体做统一处理;二是组合实体加大了实体序列长短的差异,文本自身信息的捕获不充分。针对问题一,该文借助融合了双向注意力机制的高速网络来充分挖掘字与词之间的关联关系,通过抽取词内部多种有效的字的组合来丰富词的表征;针对问题二,通过自注意力机制从多层次、多视角捕获文本信息,并借助高速网络进行信息的有效桥接。在OntoNotes V 4.0公开语料上的实验结果表明了该文方案的有效性,在不使用大型预训练语言模型的情况下,该文提出的基于两段高速网络的模型取得了目前最好的性能。

关键词：命名实体识别注意力机制高速网络

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利用深度学习的高速网络流基数估计算法

小型微型计算机系统 2023年第9期44卷 2068-2074页

作者：杨东阳韩轶凡孙玉娥李姝杜扬黄河苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215006 苏州大学轨道交通学院江苏苏州215131 沈阳理工大学装备工程学院沈阳110159

实时准确地测量高速网络中每条流的基数,对流量工程、异常检测及网络安全等领域来说至关重要.但网络处理器芯片中能够匹配流速处理需求的高速存储资源极度有限,无法满足流信息直接存储的需求,需要不同流共享同一段存储空间,利用紧凑数... 详细信息

实时准确地测量高速网络中每条流的基数,对流量工程、异常检测及网络安全等领域来说至关重要.但网络处理器芯片中能够匹配流速处理需求的高速存储资源极度有限,无法满足流信息直接存储的需求,需要不同流共享同一段存储空间,利用紧凑数据摘要(Sketch)实时处理和存储流的基数信息.这种存储共享的方式使得不同流的信息混杂在一起,并在流基数估计的过程中引入了难以过滤的噪声.针对上述现有研究中普遍存在的问题,提出了一种基于深度学习的高速网络流基数估计算法.所设计的算法改进了已有研究的实时数据包处理和存储更新规则,设计了一种更为高效的编码方法在存储共享的基础上尽可能地减少噪声,并利用深度学习模型来学习每条流编码数据中的潜在模式以提高基数估计的性能.实验结果表明,所提出的方法相较于已有最新研究成果具有更高的精度和更低的存储开销.

关键词：基数估计降噪深度学习流量测量高速网络

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高速网络下的DDoS检测

计算机工程 2006年第10期32卷 154-156页

作者：蔡玮珺仲海骏南京大学计算机科学与技术系南京大学软件新技术国家重点实验室南京210093

分布式拒绝服务(DDoS)攻击是长期困扰网络安全领域的问题之一。特别是高速网络下,检测系统需要处理大量的数据,其检测策略和系统处理能力直接影响到DDoS检测的准确率和响应速度。该文提出了在高速网络下的DDoS检测系统DDES(DDoSDetectio... 详细信息

分布式拒绝服务(DDoS)攻击是长期困扰网络安全领域的问题之一。特别是高速网络下,检测系统需要处理大量的数据,其检测策略和系统处理能力直接影响到DDoS检测的准确率和响应速度。该文提出了在高速网络下的DDoS检测系统DDES(DDoSDetectionSystem)。DDES在协议分析的基础上,对处于危险状态的连接进行统计分析;它采用分布式的结构,多个探测子节点协同分析处理以提高处理性能;同时配合网络边缘设备对攻击源实施阻断。

关键词： DDoS攻击高速网络入侵检测

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高速网络入侵检测系统中包头解析方法

仪器仪表学报 2012年第6期33卷 1414-1419页

作者：肖寅东王厚军田书林电子科技大学自动化工程学院成都611731

针对高速网络传输速度快、协议配置灵活的特点,提出了一种利用硬件进行包头解析的方法。该方法基于有限状态机技术设计四总线框架,可灵活配置多种协议解析模块,解决夹层协议嵌套问题;采用流水线技术优化模块状态迁移任务,使其能够在单... 详细信息

针对高速网络传输速度快、协议配置灵活的特点,提出了一种利用硬件进行包头解析的方法。该方法基于有限状态机技术设计四总线框架,可灵活配置多种协议解析模块,解决夹层协议嵌套问题;采用流水线技术优化模块状态迁移任务,使其能够在单时钟周期内完成数据解析与状态管理,提高了包头解析性能。该方法保证了高速网络入侵检测系统的包头解析性能和对可嵌套夹层协议的支持,经过FPGA中综合、布线及静态时序分析,验证该方法具有处理能力强、占用资源少的特点。

关键词：高速网络 FPGA 包头解析可嵌套夹层协议

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高速网络中基于流速测度的动态超时策略

软件学报 2006年第10期17卷 2141-2151页

作者：周明中龚俭丁伟东南大学计算机科学与工程学院江苏南京210096 江苏省计算机网络技术重点实验室江苏南京210096 江苏省网络与信息安全重点实验室江苏南京210096

基于流特性的测量在网络行为分析中发挥着越来越重要的作用.超时策略作为流识别的主要标志之一,对流特性测量的正确性和性能具有重要的影响.通过对现有流超时策略进行比较和分析,指出这些超时策略的适用范围和存在的问题.在详细分析网... 详细信息

基于流特性的测量在网络行为分析中发挥着越来越重要的作用.超时策略作为流识别的主要标志之一,对流特性测量的正确性和性能具有重要的影响.通过对现有流超时策略进行比较和分析,指出这些超时策略的适用范围和存在的问题.在详细分析网络中流长分布和速度测度各项指标的基础上,针对短流占总体流量很大比例的特点,提出了一种动态超时策略(dynamicaltimeoutstrategy,简称DToS).该策略通过实时综合分析网络使用状况,针对不同特性的流采用不同的超时方式,从而增加网络测量性能,提高测量系统的资源利用率;并可以有效地感知可能存在的网络异常,启动应急措施,保证测量系统的安全;然后通过理论分析的方法验证该策略的可行性和鲁棒性;最后通过实验论证该超时策略在实际测量中的性能,并进一步分析其适用范围.

关键词：高速网络网络数据流流速特性动态超时策略(DToS)

高速网络入侵检测系统负载均衡策略与算法分析

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清华大学学报（自然科学版） 2006年第1期46卷 106-110页

作者：蒋文保郝双戴一奇刘庭华清华大学计算机科学与技术系

为了解决高速网络入侵检测系统(n IDS)的性能瓶颈问题,提出了可用于n IDS的负载均衡策略和算法。在阐述基于多引擎并行处理的n IDS框架的基础上,提出和分析了3种实用的n IDS负载均衡策略,重点论述了一种基于流的动态负载均衡算法——FDL... 详细信息

为了解决高速网络入侵检测系统(n IDS)的性能瓶颈问题,提出了可用于n IDS的负载均衡策略和算法。在阐述基于多引擎并行处理的n IDS框架的基础上,提出和分析了3种实用的n IDS负载均衡策略,重点论述了一种基于流的动态负载均衡算法——FDLB算法。该算法依据通过动态反馈和预测机制得到的当前引擎负载情况,以一个会话为分配单位,将新的网络数据包分发给当前负载最小的引擎。实验结果表明,在大流量多引擎情况下,FDLB算法的负载均衡效果要比轮转算法好得多。

关键词：网络安全入侵检测负载均衡高速网络