网络行为测量研究
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１ ３ 网络行 为 测量研 究 的测 量指 标 ．
这些数据包在网络中传送时间等关键信息。显然 由于需要向
收 稿 日期 ：２ ０ — ３ ０ ０ ４ ０ — ７；修返 日期 ：２ ０ —６ ０ ０４ ０ ． ４
基金项 目：国家“ 十五”“ｌ 工程” 、 １ ２ 重点学科资助项 目 １１７Ｈ ０ ） （８００ ９ １
型 等方 面 已成框 架 ， 国 内刚 刚起 步 。 而
大量的测试包可能会在瓶颈处产生拥塞 ， 从而使测量值偏离实 际值 ， 产生系统误差。但主动测量能够很方便地对网络的拓扑 进行探测 ， 更加容易得到特定路 由网络上的流量等关键信息。
（ ） 动测 量 ２被
利用一定的软硬件 ， 在不影响网络性能的情况下监测记录 网络运行情况。将测量工具安装在某个点上 ， 然后使用包过滤 器捕获通过该点的数据包 。但被动测量主要用于单点监测 ， 难
中图法分类号 ：Ｔ ３ ３ Ｐ ９
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ —６ ５ ２０ ）４ ０ １ —２ ０ １３９ （０ ５ ０ — ２９ ０
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｔ ｒ ｈ ｖ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ ｔ ｄ ｆｔ ｅ Ｎｅｗｏ ｋ Ｂｅ ａ ｉｒ Ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ
ＱＩ Ｏ Ａｉ ｉｇ ，Ｓ Ｇ Ｒ —ｈ ｎ ，Ｓ Ｅ ｉｇｌ ｇ＇ Ａ — ｎ ｐ ＯＮ ｕｓｕ Ｈ Ｎ Ｌｎ － ｎ ｉ
是采用主动测量还是被 动测量， 这一直是人们探 讨的 问
题 。采用 主 动测 量应 尽 可 能 减 少 注入 的 流量 。 而被 动 测 量 也
是 近 年来 测 量 的新思 路 ， 但存 在 部 署 困难 、 全 性 和私 密 性 问 安 题 。采用 哪种 方 法 ， 由测 量 目标来 定 。 要
以进 行端 到 端 的行 为分 析 ， 如路 由分析 、 接 等 。 链
以前 大 多数 研 究机 构将 研究 重 点停 留在 网络 流 量 、 网络 风 暴 等 网络局 部行 为 上 ， 乏从宏 观 角度 来分 析把 握 网络 运行 实 缺 时状 态 、 史记 录以及 发展 趋 势 的手段 、 历 方法 和模 型 。 现在 安 全 网络解 决 方 案 已经 将 网络 行 为测 量 模 型 整 合 进 去 ， 再拘 泥 于探 测工 具 的开 发 。网络 行为 测量 模 型将 是 目前 不 亟 待研 究 的重点 。 规模 不 同 的网 络具 有不 同类 型 的常 规行 为 、 常行 为和 模 异 糊行 为 。只 有将 这些 典 型 网 络结 构 和 相 应 的 各类 行 为 特 征 分 析 清楚 ， 能构 造 出高 效相 宜 的 网络行 为测 量模 型 。 目前流 量 才
（） ２ 连通 性指 标 。可 连 通性 （ ｏ ｎ ｃ ｖｔ） Ｃｎｅｔｉ 。 ｉｙ
转换为便于计算 的矩阵操作 。这种方法简单 ， 由于对时延分 但
布进 行 了量 化操 作 ， 得 时延 推测 的精 度 有所 损失 。 使 。 （ ） 参数 化 的连续 时延 分布 推测 方法 。 ２非 （ ） 用 累计 生成 函数 推 测 时延 分 布 的 方 法 。可 用 随 机 ３利 变量 累计 生成 函数 及 在非 平 稳 情 况下 的 时变 时 延 分 布 推测 时 延 。通过把 时 间划 分 成一 系列 时 间窗 口 ， 在每 一个 时 间窗 口 使 内时延 满足 平 稳 分布 。 （ ） 过端 到 端 时延抖 动 来推 测 时延 。 ４通 １ ４ ４ 测 量主机 间时钟 同步技 术 ．．
１４ 网络 行为 测 量 几个 关键 技术 ．
１ ４ １ 网络 业务 模 型 ． ．
两端主机在测量初始 时刻 ， 间不 同且 按不同 的频率 运 时 行， 容易产生时钟频率偏差 。它是造成了网络行为测量有误差
的主 要来 源 之一 。减 少误 差 可通 过把 测量 数 据 分 区处 理 ，ｅ Ｖｒ ｎ Ｐｘｏ 利 用在 一对 节 点之 间进 行 正 向 、 向时延 测量 来确 定 收 ａｓｎ 反 发 时钟 的误 差 ， 括 相对 偏移 （ ｅ ｔ ｅ ｆｅ） 包 Ｒ ｌｉ ｓｒ和频 差 （ ｋｗ ａｖ Ｏ Ｓｅ ）。
第 ４期
乔爱萍等 ： 网络行 为测量研究
・１ ２ ９・
网 络 行 为 测 量 研 究
乔爱萍 ，宋如顺 ，沈玲玲 一
（． １ 江苏省信 息安全保 密技 术工程 中心，江 苏 南京 ２０ ０ ；２ １０ ０ ．南京师 范大 学 数 学与计 算机科 学学 院 ，江 苏
南京 ２０ ９ ） １０ ７
ｇｖ ｓｔｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｏｅ ｔｂ ｉｈａｌｒｅｓ ａｅｉｔｌ ｇ ｎ ｅｗ ｒ ｅ ａ ｉｒｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｌｔ ｒ ｉｅ ｈ ｔｏ ｓｈ ｗ ｔ ｓａ ｌ ａｇ ｃ ｌ ｎｅｌ ｅ ｔ ｔ ｏ ｋｂ ｈ ｖｏ ａ ｕｅ ｎ ａ ｏｍ． Ｏｎｂ ｓ ｆ ｂ ｖ ｓ ｉ ｎ ｐ ｆ ａｅｏ ｏ ｅ，ｔｉ ａ ａ ｈ ｓｐ —
１ 研究 内容
１ １ 网络 的行 为测 量 方法 ． （） １ 主动 测 量
用 Ｐｎ 命令对 ３ 个监测点和 ３００个链接进行端到端的网络 ｉ ｇ ０ ０
性 能 监测 。
（ ） ｈａｃ ２ ｔ ２ｓ。将 踪 迹 文 件 和原 始 数 据 转 换 成 直 观 统 计 结 ｓ 果 ， 时 间顺 序 包 头 Ｔ Ｈ （ ｉｅ ｅｕｎｅ ｅｄｒ转换 成 Ａ ＣＩ 将 Ｓ Ｔｍ ｑｅｃ ａｅ） Ｓ Ｈ ＳＩ
（．ｉ ｇｕＰｏｉ ｅ ｎ — ｌ Ｓｃ ｔ Ｔｃｎｌ ｙＥ ｇ ｅｒｇＲｓ ｒ ｅｔ ，ａ ｇＪ ｎｓ １０ ０ Ｃ ／ ；２ Ｓｈｏ ｏ １Ｊ ｎｓ ｒｖ ｃ ｌ ｏｓ ＆ ｅ ｅ ｅ ｏ ｇ ｎｉ ｅ ｎ ｅ ａ ｈＣｎ ｒＮ 彬ｎ ｉ ｇｕ２００ ，ｈ ａ ．ｃｏｌｆＭａ ｅ ａｉ ａ ｎ ｆ ｅ ｒｙ ｈ ｏ ｎ ｉ ｅｃ ｅ ａ ｎ ｔ ｍ ｔｓ＆ ｈ ｃ
在 网络 行 为测 量 中 ， 立 网络 业务 模 型对分 析 和解 决 问题 建
起着非常重要 的作用 。传统的模型只能处理短相似 ， 如泊松过
程 、 努利过程 、Ｒ 贝 Ａ ＭＡ（ ｕｏＫ ｇｅｓ ｅ ＭｏｉｇＡｖｒｇ ） 程 Ａ ｔ ｅｒｓｉ ｖｎ ｅａｅ 过 ｖ
Ｓｅ ． ｏｎ ｕ Ｍ ｏ 等人提出了基于线性规划 的算法 。线性规划算法 Ｂ
（） ３ 时效指标。它包括 ： 单向时延 （ ｎ ｙＤ ｌ ） ② ① Ｏ ｅＷａ ｅ ｙ ； ａ 往返时间（ ｏｎ ｒ ｉ ｅＲ ｒ）③瞬时分组延时差 。 Ｒ ｕｄＴｉ Ｔｍ ，１ ； ｐ ｒ （） ４ 综合指标。它包括 ： ①丢包率 （ ａｋｔ ｏ ） 即数据传 Ｐ ｃｅ Ｌｓ ， ｓ 送 中丢失数据包的比率 ； ②链路 利用率 （ ｉ ｔ ｚｔｎ ； Ｌｎ Ｕｉ ａｏ ） ③服 ｋ ｌ ｉ ｉ 务有效性 （ ｅ ｉ ｖｉｂ ｉ ） ④ 网络有效性 （ ｅ ｏｋＡ ａ Ｓｒ ｃ Ａ ａａｉｔ ； ｖｅ ｌ ｌｙ Ｎ ｔ ｒ ｖｉ ｗ — ｌ ｉｔ ； ａ ｌ ） ⑤周期流（ ｅｉ ｉ Ｓ ｅｍ Ｓ ｅｍ ） ｂｉ ｙ Ｐｒ ｄｃ ｔ ａ ｔａ ｓ 。 ｏ ｒ ｒ
１ ２ 测 量工 具 ．
在进 行 本课 题研 究 时 ， 可借 助 以下 工 具获得 网络行 为 相关 参数值 ： （ ）Ｅ Ｍ（ｎ ｒｅ Ｅ ｄｔ ｅｄａｄＰｏｅｓ ｏｉｒ ｇ 。利 １ ＩＰ Ｉ ｅ ｔ ｎ ｎ ｎ ｒ ｓ Ｍ ｎ ｏ ｎ ） ｔｎ ｏ ｃ ｔ ｉ
模型种类繁多， 但还没有成熟的网络行为测量综合模型。
比其 他 的算 法较 稳定 ， 于实 现 。 易
用 户与 网络 应 用的 飞 速增 长 对 网络 性 能 提 出 了更 高 的 要
网络 发送 测 试包 ， 必然 会增 加 网络 负担 ， 网络性 能 产生影 响。 对
求 ， 日新月异的网络技术将构建更加高效、 而 稳定 的计算机网
络 推上 日程 。分 析 网络行 为 有助 于 了解 网络 的实 际工 作状 况 ， 而 网络行 为 测量 是 分析 网 络 行 为 的前 提 和 基 础 。 国外 在 网 络 行 为测 量 的方法 、 工具 以及网 络基础 设 施框 架 和流 量 的测量 模
wk.baidu.com
ＩＴ Ｅ Ｆ的 ＩＰ Ｉ ｅｏ ａｃ ｅ ｉ） 作 组 已定 义 了一 Ｐ Ｍ（ＰＰ ｒｒ ｎｅＭ ｔｃ 工 ｆｍ ｒ
・
２０・ ２
计算 机应用研究
和 。 时延推 测 的工 作分 为 四类 ：
２０ ０ ５薤
些 Ｉｔｎｔ 量 的指 标 ， 指 出 了度 量 的框 架 。常 用 的 分 析 指 ｎ ｒｅ度 ｅ 并
格 式 。
Ｍ Ｎ ，ｕｖｙｒＡ 和 ＩＰ ＩＩＳ ｒ ｏ， Ｍ ｅ Ｅ Ｍ… 等 工 程 和 系统 都 属 于 主 动 测量 系统 。布置 在 网络 上的 测试 平 台主 动发 送测 量包 ， 并记 录
（ ）ｕ ｅｏ。沿 主 机 主动测 量 各参 加机 构组 织 之 间的 Ｉ— ３ Ｓｒ ｙｒ ｖ ｎ ｔ ｎｔ 径 、 关 Ｓｔ 之 间的 路径 的性 能 。 ｅ ｅ路 ｒ 相 ｉｓ ｅ （ ） ｏ ｌｅｆ 时地从 被动 网络监测 器 中采集 分析数 据 。 ４ Ｃｒ Ｒ ｅ。实 ａ
摘
要 ：回顾 了国内外 网络行为测量的研 究现状 ， 网络行为研 究的工具、 就 方法等方面进 行 了探讨 ， 构建 了大规
模 的人 工智 能网络行 为测量平 台， 并在此基础上提 出了今后研 究的方 向。
关 键 词 ： 网络 行 为 测 量 ；测 量 平 台 ；主 动 行 为 测 量 ；被 动行 为 测 量 ；智 能
ｐ ｒｍａ ｅ ｈ ｉ ｃ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｕ ｕ ｅ ｅ ｋ ｓｔ ｅ ｄ ｒ ｔｏ ｆｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｆ ｔ ｒ ． ｅ Ｋｅ ｒ ｓ Ｎ ｔ ｒ Ｂ ｈ ｖ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ ； Ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ Ｐ ａ ｏ ； Ａｃ ｉｅ ｅ ａ ｉ ｒ Ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ Ｐａ ｓｖ Ｂ ｈ ｖ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｗｏ ｋ ｅ ａ ｉ ｒ Ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ａｕ ｅ ｎ ｌｔ ｒ ｆｍ ｔ Ｂ ｈ ｖ ｏ ｖ ａｕ ｅ ｎ ； ｓ ｉｅ ｅ ａ ｉ ｒ Ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ Ｉ ｔ ｌ ｇ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ； ｎｅｌ ｅ ｔ ｉ
标 有 四种 ：
（ ） 连续 时延 分 布进 行离 散化 （ １将 或量 化 ） 使 得 时延 推 测 ，
（） １ 流量指标 。它包括 ： ①吞 吐量 （ ｈ ｕｈｕ）②大批传 Ｔ ｒ ｇｐｔ ； ｏ 输容量（ ｕ ｒ ｓ ｒ ａａｉ ）③带宽利用率 （ ａｄＷｉｈＡ Ｂ ｌ Ｔａ ｆ ｐｃｙ ； ｋ ｎｅＣ ｔ Ｂｎ ｄ — ｔ ｖｉｂ ｉ ） ④瓶颈带宽估计（ ｏ ｌ Ｎ ｃ ａｄｉｔ Ｅｔ ａｏ ） ａａｉｔ ； ｌ ｌｙ Ｂ ｔ ｅｋＢ ｗｄ ｓｍ ｔｎ 。 ｔ ｅ ｎ ｈ ｉ ｉ
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Ａ ｓ ａｔ ｅｉ ｓ ｕ ｅｔ ｔｕ ｅ ｏｋ ｅａｉ ｅ ｕｅ ｅｔｎ ｉ ｕｓｓｏｌ ａｄｍ ｔ ｄ ｉｆ ｌ ｎ ｌ ｂｔ ｃ：Ｒ ｖ ｗ ｒ ｎ ｓ ｔｓ ｆ ｔ ｒ ｂｈｖ ｒ ａ ｒ ｎ ａｄｄ ｃｓ ｏ ｎ ｅ ｏｓｎｔ ｓ ｅ ．Ａ ｄ ｔ Ｓ ｒ ｅ ｃ ｒ ａ ｏ ｎ ｗ ｏｍ ｓ ｍ ｓ ｅｔ ｓ ｈ ｉ ｈ ｄ ｉ ｉａ Ｏ
这些数据包在网络中传送时间等关键信息。显然 由于需要向
收 稿 日期 ：２ ０ — ３ ０ ０ ４ ０ — ７；修返 日期 ：２ ０ —６ ０ ０４ ０ ． ４
基金项 目：国家“ 十五”“ｌ 工程” 、 １ ２ 重点学科资助项 目 １１７Ｈ ０ ） （８００ ９ １
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大量的测试包可能会在瓶颈处产生拥塞 ， 从而使测量值偏离实 际值 ， 产生系统误差。但主动测量能够很方便地对网络的拓扑 进行探测 ， 更加容易得到特定路 由网络上的流量等关键信息。
（ ） 动测 量 ２被
利用一定的软硬件 ， 在不影响网络性能的情况下监测记录 网络运行情况。将测量工具安装在某个点上 ， 然后使用包过滤 器捕获通过该点的数据包 。但被动测量主要用于单点监测 ， 难
中图法分类号 ：Ｔ ３ ３ Ｐ ９
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转换为便于计算 的矩阵操作 。这种方法简单 ， 由于对时延分 但
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１４ 网络 行为 测 量 几个 关键 技术 ．
１ ４ １ 网络 业务 模 型 ． ．
两端主机在测量初始 时刻 ， 间不 同且 按不同 的频率 运 时 行， 容易产生时钟频率偏差 。它是造成了网络行为测量有误差
的主 要来 源 之一 。减 少误 差 可通 过把 测量 数 据 分 区处 理 ，ｅ Ｖｒ ｎ Ｐｘｏ 利 用在 一对 节 点之 间进 行 正 向 、 向时延 测量 来确 定 收 ａｓｎ 反 发 时钟 的误 差 ， 括 相对 偏移 （ ｅ ｔ ｅ ｆｅ） 包 Ｒ ｌｉ ｓｒ和频 差 （ ｋｗ ａｖ Ｏ Ｓｅ ）。
第 ４期
乔爱萍等 ： 网络行 为测量研究
・１ ２ ９・
网 络 行 为 测 量 研 究
乔爱萍 ，宋如顺 ，沈玲玲 一
（． １ 江苏省信 息安全保 密技 术工程 中心，江 苏 南京 ２０ ０ ；２ １０ ０ ．南京师 范大 学 数 学与计 算机科 学学 院 ，江 苏
南京 ２０ ９ ） １０ ７
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１ 研究 内容
１ １ 网络 的行 为测 量 方法 ． （） １ 主动 测 量
用 Ｐｎ 命令对 ３ 个监测点和 ３００个链接进行端到端的网络 ｉ ｇ ０ ０
性 能 监测 。
（ ） ｈａｃ ２ ｔ ２ｓ。将 踪 迹 文 件 和原 始 数 据 转 换 成 直 观 统 计 结 ｓ 果 ， 时 间顺 序 包 头 Ｔ Ｈ （ ｉｅ ｅｕｎｅ ｅｄｒ转换 成 Ａ ＣＩ 将 Ｓ Ｔｍ ｑｅｃ ａｅ） Ｓ Ｈ ＳＩ
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１ ２ 测 量工 具 ．
在进 行 本课 题研 究 时 ， 可借 助 以下 工 具获得 网络行 为 相关 参数值 ： （ ）Ｅ Ｍ（ｎ ｒｅ Ｅ ｄｔ ｅｄａｄＰｏｅｓ ｏｉｒ ｇ 。利 １ ＩＰ Ｉ ｅ ｔ ｎ ｎ ｎ ｒ ｓ Ｍ ｎ ｏ ｎ ） ｔｎ ｏ ｃ ｔ ｉ
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摘
要 ：回顾 了国内外 网络行为测量的研 究现状 ， 网络行为研 究的工具、 就 方法等方面进 行 了探讨 ， 构建 了大规
模 的人 工智 能网络行 为测量平 台， 并在此基础上提 出了今后研 究的方 向。
关 键 词 ： 网络 行 为 测 量 ；测 量 平 台 ；主 动 行 为 测 量 ；被 动行 为 测 量 ；智 能
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标 有 四种 ：
（ ） 连续 时延 分 布进 行离 散化 （ １将 或量 化 ） 使 得 时延 推 测 ，
（） １ 流量指标 。它包括 ： ①吞 吐量 （ ｈ ｕｈｕ）②大批传 Ｔ ｒ ｇｐｔ ； ｏ 输容量（ ｕ ｒ ｓ ｒ ａａｉ ）③带宽利用率 （ ａｄＷｉｈＡ Ｂ ｌ Ｔａ ｆ ｐｃｙ ； ｋ ｎｅＣ ｔ Ｂｎ ｄ — ｔ ｖｉｂ ｉ ） ④瓶颈带宽估计（ ｏ ｌ Ｎ ｃ ａｄｉｔ Ｅｔ ａｏ ） ａａｉｔ ； ｌ ｌｙ Ｂ ｔ ｅｋＢ ｗｄ ｓｍ ｔｎ 。 ｔ ｅ ｎ ｈ ｉ ｉ
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