一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統及方法
【專利摘要】本發明提供了一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統和方法，包括流量采集模塊、自適應閥值修正模塊、流量監測模塊和報警顯示模塊；流量采集模塊從交換機獲取流量信息數據，傳送至自適應閥值修正模塊和流量監測模塊；自適應閥值修正模塊接對閥值參數初始值進行確認或對閥值參數進行更新，并將更新后的閾值參數傳送給流量監測模塊；流量監測模塊比較當前的流量和歷史流量情況，判斷網絡是否發生累積流量突變，判斷完成后將當前流量作為歷史流量保存為流量歷史數據，并將判斷結果傳送至報警顯示模塊；報警顯示模塊根據流量檢測模塊傳輸的計算結果，通過人機交互界面進行顯示。
【專利說明】一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于計算機通信【技術領域】，具體涉及一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著網絡技術的發展，網絡的帶寬在不斷地變大，可以傳輸的速率也越變越高，一般情況而言，由于網絡協議中的負載均衡機制的存在，網絡一般情況下各個節點的負載是相對均衡的。而流量突變一般發生在網絡故障的時候，所以突變檢測對于保證網絡安全性和可靠性具有重要作用。
[0003]當前，具有自適應特征的數據流突變檢測的算法已經有了很多的相關研究。總體上來講，為了滿足自適應的流量沖突檢測，主要是通過對數值的聚集來進行沖突檢測。即通過當前網絡流量和歷史網絡流量的比較，將比較結果和閾值進行比較判斷，得出是否發生異常，但現有的技術方案投入到具體的網絡流量監測中，存在以下問題:
[0004]眾所周知，傳統技術方案的異常閾值選取都是一個固定值，或者說是經驗值，對于航天測試等領域的數據傳輸系統，網絡環境變化很大，閾值選取不可能每次都靠經驗值，所以上述技術不能夠適用于動態網絡流量實時變化的情況。因此，需要提供一個更適合的方案，不僅僅自適應的對網絡流量進行高效的異常監測，同時對當前系統的所在的組網環境有一個很好的自適應，即對當前異常監測的閾值也進行自適應修正，以滿足航天測試等過程中網絡數據量不斷變化的需求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是克服現有技術的缺陷，通過引入自適應修正的機制來對突變閾值進行自適應更新，可解決傳統技術方案中閾值固定導致其不能適用于動態網絡環境的弊端，提高了系統的適應性和可維護性。
[0006]為了達到上述目的，本發明的技術方案為，一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統，，包括流量采集模塊、自適應閥值修正模塊、流量監測模塊和報警顯示模塊；其中，流量采集模塊從交換機獲取流量信息數據，傳送至自適應閥值修正模塊和流量監測模塊；自適應閥值修正模塊接收流量采集模塊傳來的流量信息數據，對閥值參數初始值進行確認或對閥值參數進行更新，并將更新后的閾值參數傳送給流量監測模塊；流量監測模塊比較當前的流量和歷史流量情況，判斷網絡是否發生累積流量突變，判斷完成后將當前流量作為歷史流量保存為流量歷史數據，并將判斷結果傳送至報警顯示模塊；報警顯示模塊根據流量檢測模塊傳輸的計算結果，通過人機交互界面進行顯示，如發生累積流量突變則進行報警提示，沒有發生則提示正常。
[0007]一種閾值自適應修正的網絡流量監控方法，包括如下步驟:
[0008]步驟I，流量采集模塊從交換機獲取流量信息數據，傳送至自適應閥值修正模塊和流量監測模塊；[0009]步驟2，自適應閥值修正模塊接收流量采集模塊傳來的流量信息數據，對閥值參數初始值進行確認或對閥值參數進行更新，并將更新后的閾值參數傳送給流量監測模塊；
[0010]步驟3，流量監測模塊比較當前的流量和歷史流量情況，判斷網絡是否發生累積流量突變，判斷完成后將當前流量作為歷史流量保存為流量歷史數據，并將判斷結果傳送至報警顯示模塊；
[0011]步驟4，報警顯示模塊根據流量檢測模塊傳輸的計算結果，通過人機交互界面進行顯示，如發生累積流量突變則進行報警提示，沒有發生則提示正常。
[0012]所述保存為流量歷史數據，通過聚集歷史數據存儲方法完成，具體實現過程為:對
流量數據流X1, x2，...，Xn中的元素i (I ^ i ^n)求前綴和，記為F(i)，即
【權利要求】
1.一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統，其特征在于，包括流量采集模塊、自適應閥值修正模塊、流量監測模塊和報警顯示模塊；其中，流量采集模塊從交換機獲取流量信息數據，傳送至自適應閥值修正模塊和流量監測模塊；自適應閥值修正模塊接收流量采集模塊傳來的流量信息數據，對閥值參數初始值進行確認或對閥值參數進行更新，并將更新后的閾值參數傳送給流量監測模塊；流量監測模塊比較當前的流量和歷史流量情況，判斷網絡是否發生累積流量突變，判斷完成后將當前流量作為歷史流量保存為流量歷史數據，并將判斷結果傳送至報警顯示模塊；報警顯示模塊根據流量檢測模塊傳輸的計算結果，通過人機交互界面進行顯示，如發生累積流量突變則進行報警提示，沒有發生則提示正常。
2.如權利要求1所述的一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統，其特征在于，流量監測模塊保存流量歷史數據通過以下方式實現:對流量數據流Xl，x2，...，Xn中的元素i(l≤i≤η)求前綴和，記為F(i)，即
3.如權利要求2所述的一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統，其特征在于，對閥值參數初始值進行確認或對閥值參數進行更新，通過以下方式完成:設閥值參數為β，則其初始值為
4.如權利要求3所述的一種閾值自適應修正的網絡流量監控系統，其特征在于判斷網絡是否發生累積流量突變，通過突變檢測遍歷算法完成，具體實現過程為: 步驟1，對于長度為η的滑動窗口，該算法提前收集數據η個，即滑動窗口數據填滿后，轉入步驟2，開始運行算法進行突變檢測； 步驟2,該算法遍歷i從I至Li n/2,判定s2i≥(β +1) (S21-Si) (β > I)是否成立,如成立，輸出告警，表明有突變產生；否則，不提示，繼續運行算法直至遍歷完成；完成后，如數據流新元素未到達，則繼續等待，否則轉入步驟3，式中，s2i為F(2i)，Si為F(i); 步驟3，當數據流中新元素到達時，根據聚集歷史數據存儲方法更新數據后，重新運行該算法來進行沖突檢測。
5.一種閾值自適應修正的網絡流量監控方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟I，流量采集模塊從交換機獲取流量信息數據，傳送至自適應閥值修正模塊和流量監測模塊； 步驟2，自適應閥值修正模塊接收流量采集模塊傳來的流量信息數據，對閥值參數初始值進行確認或對閥值參數進行更新，并將更新后的閾值參數傳送給流量監測模塊； 步驟3，流量監測模塊比較當前的流量和歷史流量情況，判斷網絡是否發生累積流量突變，判斷完成后將當前流量作為歷史流量保存為流量歷史數據，并將判斷結果傳送至報警顯示模塊； 步驟4，報警顯示模塊根據流量檢測模塊傳輸的計算結果，通過人機交互界面進行顯示，如發生累積流量突變則進行報警提示，沒有發生則提示正常。
6.如權利要求5所述的一種閾值自適應修正的網絡流量監控方法，其特征在于步驟3中通過聚集歷史數據存儲方法完成流量歷史數據的保存，具體實現過程為:對流量數據流
X1, X2,...，Xn中的元素i (I≤i≤η)求前綴和，記為F⑴，即
7.如權利要求6所述的一種閾值自適應修正的網絡流量監控方法，其特征在于步驟2中閥值參數初始值進行確認或對閥值參數進行更新，通過以下方式完成:設閥值參數為
β，則其初始值為
8.如權利要求7所述的一種閾值自適應修正的網絡流量監控方法，其特征在于步驟3中所述閥值參數為β，其初始值為
【文檔編號】H04L12/26GK103780445SQ201210401916
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月22日 優先權日:2012年10月22日
【發明者】楊飛, 吳曉蕊, 李彬, 譚佳琳, 蔡劍波 申請人:北京臨近空間飛行器系統工程研究所, 中國運載火箭技術研究院