網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)可視化分析方法

毛燕艷

摘 要 本文從四個(gè)方面對網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)可視化進(jìn)行了分析，第一部分闡述了網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)可視化相關(guān)內(nèi)涵；第二部分網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)可視化分析方法進(jìn)行闡述，希望通過本文的研究，希望能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)通信的可持續(xù)發(fā)展提供助力。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)通信 數(shù)據(jù)可視化 分析方法

在社會建設(shè)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，計(jì)算機(jī)網(wǎng)路技術(shù)在我國各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)高度普及，在這樣的背景下，互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模不斷過大，所產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)也在快速增加，其中網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)在很多領(lǐng)域發(fā)揮的作用是不可取代的。但是從現(xiàn)階段，我國通信數(shù)據(jù)利用情況來看，其效果還不夠理想，比如實(shí)時(shí)性差、誤解率高等。而可視化分析方法，能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)的利用以及作用發(fā)揮，其強(qiáng)大的輔助分析能力，能夠最大限度挖掘出網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)的價(jià)值，目前，網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)中可視化分析技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)成為了一個(gè)必然趨勢。

1 網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)可視化

網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)可視化是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，需要對大量的信息進(jìn)行可視化處理以及需要支持一定程度上的細(xì)節(jié)情況來使其有意義。文章中指出，可視化可以在不同的層次上對網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行抽象展示，同時(shí)也可以用不同的可視化機(jī)制進(jìn)行處理（例如直方圖、象形圖、坐標(biāo)系、三維圖形等）。

文章通過圓形布局，對網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析。其目的是為了在大量的網(wǎng)絡(luò)通信中分析出網(wǎng)絡(luò)入侵行為的特征，并識別出來。文章中將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)地址的不同分布在四個(gè)同心圓環(huán)上，而被測試的節(jié)點(diǎn)則置于同心圓的圓心。如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址只有最后一位不相同，那么就置于最靠內(nèi)的圓環(huán)上，以此類推。那么，一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否與中心節(jié)點(diǎn)屬于同一個(gè)子網(wǎng)就很容易被識別出來。

2 網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)可視化分析方法

2.1 有關(guān)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可達(dá)性的定義

要使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠可視化，個(gè)人認(rèn)為，在此之前應(yīng)該定義可達(dá)性和通信強(qiáng)度，如此可以達(dá)到增強(qiáng)可視化的效果。

首先，我們通常將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定義成相關(guān)矩陣，其中的元素的值為0或者為1，若元素取值是1，我們認(rèn)為這個(gè)元素代表的節(jié)點(diǎn)可以和同行其他元素代表的節(jié)點(diǎn)互為可達(dá)關(guān)系，如果元素取值是0，則相反，不能達(dá)成可達(dá)關(guān)系。在這里，我們將抽象出含有時(shí)間關(guān)系的可達(dá)性信息，憑借網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信時(shí)間的先后順序使用數(shù)學(xué)方法計(jì)算。在計(jì)算過程中，我們把所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)做成一個(gè)矩陣合集，之后再把所有節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的的通信時(shí)間包括在另一個(gè)集合之中。這樣我們就可以將節(jié)點(diǎn)與通信時(shí)間通過數(shù)學(xué)方式來可視化表達(dá)。而且通過時(shí)間關(guān)系是否在一定范圍內(nèi)等情況更可以進(jìn)一步了解網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可達(dá)性的信息。

然而，僅僅表示出網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)性關(guān)系和通信時(shí)間依舊不足以達(dá)成節(jié)點(diǎn)可視化的效果，因此，節(jié)點(diǎn)之間的通信強(qiáng)度的定義就成為了下一步工作，根據(jù)上文的經(jīng)驗(yàn)，我們?nèi)耘f把節(jié)點(diǎn)之間的通信強(qiáng)度抽象成矩陣來進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，在此過程中，通過矩陣之間的關(guān)系，我們能夠得到一定時(shí)間內(nèi)，節(jié)點(diǎn)間的通信次數(shù)和時(shí)間間隔等信息，而這些信息，就是我們用來具體描述通信強(qiáng)度的工具。

2.2 針對一個(gè)或幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的可視化

在進(jìn)行上述的可視化行為之后，我們可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)抽象出的矩陣之中含有大量有價(jià)值的信息，其本身也還有很多值得關(guān)注的信息，為此，應(yīng)該對進(jìn)行某一個(gè)或者幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的可視化分析。

其中最為用戶所關(guān)注的幾種信息包括，用戶關(guān)注的所有節(jié)點(diǎn)的集合，以用戶關(guān)注的節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)存在可達(dá)關(guān)系的節(jié)點(diǎn)所在集合以及這些節(jié)點(diǎn)的分布，以用戶關(guān)注的節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)存在可達(dá)關(guān)系的節(jié)點(diǎn)所在集合以及這些節(jié)點(diǎn)的分布，用戶感興趣去的所有節(jié)點(diǎn)之間的可達(dá)關(guān)系。

通過對用戶關(guān)注的的信息進(jìn)行分析，我們將把用戶感興趣的節(jié)點(diǎn)和與其相關(guān)的節(jié)點(diǎn)抽象成一個(gè)三維的坐標(biāo)關(guān)系。

（1）對用戶自身主機(jī)所在的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可視化，這些作為主機(jī)的節(jié)點(diǎn)都有自身專有的IP，每一個(gè)IP都是由32位的二進(jìn)制編碼組合成的。我們要做的就是以這些二進(jìn)制碼為基礎(chǔ)設(shè)置主機(jī)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。

（2）對節(jié)點(diǎn)之間可達(dá)性關(guān)系進(jìn)行一定的可視化處理，因?yàn)槿S坐標(biāo)的存在，我們可以輕易的對這種可達(dá)性關(guān)系進(jìn)行描述，那就是將可達(dá)節(jié)點(diǎn)之間兩兩連線通過這些明顯的線條的疏密程度，我們能跟清楚的發(fā)現(xiàn)哪些節(jié)點(diǎn)可達(dá)性高等信息。

（3）用戶關(guān)注節(jié)點(diǎn)變化情況的可視化處理，用戶關(guān)注的節(jié)點(diǎn)自然不會是一成不變，在某些情況下，用戶關(guān)注的節(jié)點(diǎn)可能增加或減少，這些信息都應(yīng)該反映出來。于是，在此前已經(jīng)三維坐標(biāo)中，取出一條坐標(biāo)軸，專門做為用戶關(guān)注節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)所在的軸線，如此，無論用戶關(guān)注的節(jié)點(diǎn)怎樣變化，我們都可以通過數(shù)學(xué)操作對節(jié)點(diǎn)左邊進(jìn)行相應(yīng)的改變。

2.3 對可達(dá)節(jié)點(diǎn)的通信強(qiáng)度進(jìn)行可視化的分析

對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信強(qiáng)度這一概念來說，很多用戶都是不了解的，因此，我認(rèn)為太過數(shù)據(jù)化可視分析反而不好，故而，下面將使用另一種方式來對通信強(qiáng)度進(jìn)行可視化操作，我們大體將通信強(qiáng)度分成強(qiáng)、中、弱三個(gè)部分，分別用不同顏色的線條來表示，而介于三者之間的通信強(qiáng)度，則是用其他顏色標(biāo)識，這些顏色都是通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算得到強(qiáng)度數(shù)值，再根據(jù)數(shù)值與強(qiáng)、中、弱，的數(shù)值進(jìn)行對比，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為相近的顏色，如信號越是接近強(qiáng)的界定值，顏色就有接近紅色，可能是橙紅，強(qiáng)度次之可能就是橙色。由此，用戶便可以通過顏色的變化，輕而易舉的了解到信號強(qiáng)度的相關(guān)信息。

值得強(qiáng)調(diào)的是，上述的整個(gè)可視化過程最主要的工具便是數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用，在可視化過程中，無論使用什么方法來表現(xiàn)，都要有科學(xué)的數(shù)學(xué)依據(jù)，因?yàn)橹挥袛?shù)學(xué)數(shù)據(jù)才能精準(zhǔn)的對各種抽象信息進(jìn)行具象化，所以，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信的可視化，離不開對抽象信息通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)化。以用戶關(guān)注的節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)存在可達(dá)關(guān)系的節(jié)點(diǎn)所在集合以及這些節(jié)點(diǎn)的分布。

3 結(jié)束語

在通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息分析中采用可視化分析方法，能夠提高通信數(shù)據(jù)信息利用率，提高網(wǎng)絡(luò)通信的現(xiàn)代化水平。在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)想要得到更好的普及與發(fā)展，進(jìn)一步研究可視化分析技術(shù)，是非常必要的。本文從兩大方面對此進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的技術(shù)人員提供一些建議和參考。

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作者單位

中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司天津市分公司 天津市 300204endprint