快速流分类算法的研究

的核 心骨 干 网。为 了 使 网络 性 能 得 到 全 面 提高 ， 需 要 网络各 部 件 处 理 速 度 更 高 。数 据 包 分 类 算 法 是
网络技 术 中 的 一 种 基 础 算 法 ， 着 广 泛 的 用 途 ， 有 如
网络 流量测 量 、 网络 管 理 、 量 管 理 、 于 安 全存 取 流 基 列 表控 制 的 防 火 墙 、 网络 入 侵 检 测 、 塞 控 制 、 ｏ 拥 ＱＳ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｆ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ ａ ｅ ｎ ｓｒ ａ ｉ ｔｅ ｉ ｏ ｔｎ ｏ ｔｎ ｆ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｎ ｔ ｏ ｋ ｆ ｗ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｎ ｔ ｉ ｐ — ｓｒ ｃ ： ｌｗ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｓ ｄ ｏ ｔｅ ｍ ｈ ｍｐ ｒａ ｔ ｎ ｅ ｔ ｇ —ｐ ｅ ｅｗ ｒ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ ．Ｉ ｈ ｓ ａ ｂ ｓ ｃ ｏｈ ｌ ｐ ｒ ｏ Ｐ ｐ ｃ ｅ ｃ ａ ｓ ｃ ｔ ｎ ａｇ ｒ ｈ ｎ ｈ ｌｏ ｉ ｍｓ ｍａ ｅ ｕ ｅ ｎ Ｔ ｎ Ｇ ｇ ｂ ｔｎ ｔｅ ｖｒ ｎ ｎ ｅ ｅ ｃ ｎ— ｅ ，ｓ ｍｅ Ｉ ａ ｋ ｔ ｌｓ ｉ ａ ｉ ｌｏ ｉ ｍｓ ａ ｄ ｔ ｅ ａｇ ｒ ｈ ｙ ｂ ｓ ｄ ｉ ｅ ｉ ａ ｉ ｅ ｎ ｉ ｍｅ ｔｗ ｒ ｏ ｉ ｆ ｏ ｔ ｔ ｏ
３． ５Ｍ ａｋ ｔｓ 假设 Ｔ Ｐ Ｉ １２ ｐ ｃｅ （ ／ Ｃ ／Ｐ数据包为 ４ ｙｅ ， ０ｂ ｔ）
快 速 流 分 类 算 法 的研 究
赵 国锋 ， 闫 亮， 王 影
（ 重庆邮电大学 计算机科学与技术学院 ， 庆 ４ ０ ６ ） 重 ０ ０ ５
摘
要 ： 于流 的流 量 测 量 是 网络 测量 的 重要 内容 。 对 多种 Ｉ 基 Ｐ流 分 类 算 法 及 可 能 应 用 于 万 兆 网环 境 的 算 法 进 行
了分 析 和 比 较 ， 出 了快 速 流 分 类 算 法 需要 解 决 的 问题 及 发展 思路 。 提
关键词 ： 量测量 ； ； 流 流 包分 类 ； 高速 Ｉ 网络 Ｐ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｂ ｓ ｄ ｑｕ ｃ ｃ ｅ ｌ ｓ ｉ ｃ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｎ ｆ ｗ— ａ ｅ ｉ ｋ ｐａ ｋ ｔｃ ａ ｓｆ ａ ｉ ｎ ｌ ｉ
问题 。
Ｉ Ｐ地址进 行 计 算 。其 它 分 类 算 法 根 据 分 类 目的不 同 ， 以根 据端 口号 、 可 协议 类 型 、 务 类 型 等信 息 进 业
行相应 的计算 。 “ ” 从一 个源 发送 到 一个 目的 的报文 序 列 ， 流 是 是具 有某 种 相 同属 性 的 报 文 的集 合 。 流 分 类 问题 主要是 基 于报 头的 一 个或 多 个 域 ， 据 一定 的策 略 根 和规则 识 别该报 文 所 属 的流 ， 以基 于 流 的分 类 算 所 法是对 包分 类算 法 的扩展 。
ｐ ｒ ｄ， ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ａｅ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅｎ ｒｎｄ ａｎ ｈ ｒ ｃｉｎ ｏ ｕ ｔ ｅ ｔ ｄ ｆｔ ｅ ｆｓ ｃｋ ｔｃ ａ ｓｆｃａｉｎ ａ ｇ ｒｔ ｔｔｅ ｄ ｔ ｅ ｄｉｅ ｔｏ ｆｆ ｒｈ ｒｓｕ ｙ ｏ ｈ ａ ｔｐａ ｅ ｌ ｓｉ ｔｏ ｌ ｏ ｉ ｉ ｈｍ ｒ ｏ ｓ ｄ． ｗｅｅ ｐｒｐｏ ｅ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｒ ｆｉ ａ ｕ ｅ ｎ ；ｆｏ ；ｐ ｃ ｔｃａ ｓｆｃ ｔｏ ｔａｆｃ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ｗ ａ ｋｅ ｌｓ ｉ ａ ｉｎ；ｑ ｃ Ｐ ｅ ｉ ｕｉｋ Ｉ ｎ ｔ
流分类 算法是流 量测量 的重要应 用部分 ， 流量测
量 主要 是对 网络 中 的 “ 进 行 测 量 和 分 析 ， 掌握 流” 以 网络的流量特 性 。对 网络 中 的流进行 测 量 的关 键 是
要快速对 到达 的数 据流 进行 分类 匹 配 以确定 它 属 于 哪一个 流 ，０ Ｇ ｉ ｓ 宽 的数 据 包 处 理 能 力源自文库 求 为 １ ｂｔ 带 ／
同。例 如 ， 流分类 算 法 是 采 用特 定 的规 则来 识 别 某 些指 定流 的报 文集 合 ， 用 的 规则 可 以根 据 报文 的 采
管理 等都 是 以数 据 包 分 类 算 法 为 基 础 的 ¨ 所 以 。，
说， 快速 数据 包分 类 算 法是 众 多 研 究 者 关 注 的热 点
数据包分 类算 法也 被称 为报 文 分类 、 包分 类 、 流
分类 、 Ｉ 类 算 法 等 ， 英 文 都 是 ｐ ｃｅ ｃ ｓ ｆ ａ Ｐ分 其 ａｋｔ ｌ ｓ ｃ． ａｉ ｉ ｔ ｎ 本质 上都是采用一定 的规则对 数据包 进行 区分 、 ｉ ， ｏ
归类 。字面上的不 同 ， 映 了分类 的 目的和侧 重点不 反
０ 引 言
随着 网络带 宽 的 增 加 ， 兆 网络 已成 为 因 特 网 万
成 的集合 称 之 为 规 则 （ｕｅ ， 若 干 规则 的集 合 就 ｒｌ） 而
是 分类器 （ ｌ ｓ ｅ） 。流 分类 就 是 要 确定 每 个 流 ｃ ｓｉ ｒ ａ ｆ 』 ｉ
最 匹配 的规则 。
Ｚ ＨＡ０ ｏ ｆ ｎ ＹＡＮ ａ ｇ， ＡＮＧ ｎ Ｇｕ —ｅ ｇ， Ｌｉｎ Ｗ Ｙｉ ｇ
（ ｏｌ ｅ ｏ Ｃ ｍｐ ｔｒ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏｙ ｈ ｎ ｑｎ ｎｖ ｒｉ ｆ ｏｔ ａ ｄ Ｔ ｌ ｏ ｍｕ ｉ ｔ ｎ ，Ｃ ｏ ｇ ｉｇ ０ ０ ５ ．Ｒ ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｏ ｕｅ Ｓ ｉ ｅ ａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ，Ｃ ｏ ｇ ｉｇＵ ｉｅｓ ｙｏ ｓ ｎ ｅｅ ｍ ｎｃ ｉ ｓ ｈ ｎ ｑｎ ０ ６ ，Ｐ ．Ｃ ｉａ ｅ ｎ ｇ ｔ Ｐ ｓ ｃ ａｏ ４