基于校園網(wǎng)的P2P流量識(shí)別技術(shù)分析

◆崔丹丹

（開封大學(xué)信息工程學(xué)院 河南 475000）

0 引言

對(duì)于校園網(wǎng)來說，P2P流量控制系統(tǒng)的兼容性較好，能夠讓技術(shù)與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間兼容性提升，可以加強(qiáng)系統(tǒng)的擴(kuò)展要求，在此后的使用中可以進(jìn)行設(shè)備方面的擴(kuò)展，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是開放的，這已經(jīng)成為流量識(shí)別系統(tǒng)的一個(gè)主要的發(fā)展方向，系統(tǒng)的相關(guān)集成開發(fā)商可以有效的利用提供的端口來進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)，我們也可以采用國外的設(shè)備來對(duì)其進(jìn)行改造與升級(jí)，這也是我國流量識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，采用國際通用的協(xié)議與端口，可以加強(qiáng)其兼容性，這樣就能使得其重構(gòu)性增強(qiáng)，成本降低。我們主要考慮校園網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)性與先進(jìn)性，同時(shí)要加強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，考慮在流量發(fā)生故障或出現(xiàn)問題時(shí)，能夠讓數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的保存，同時(shí)能夠讓數(shù)據(jù)的精確度提升，并且短時(shí)間內(nèi)可以恢復(fù)到原始的狀態(tài)，能夠有不錯(cuò)的抗擾動(dòng)能力。在P2P流量識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，主要保證技術(shù)上可行，同時(shí)經(jīng)濟(jì)成本不能過高，在我們的科技高速發(fā)展的同時(shí)，市場(chǎng)上的高新技術(shù)越來越多，因此我們應(yīng)當(dāng)在滿足要求的情況下，盡量的選用可以長(zhǎng)期使用的設(shè)備，根據(jù)可行性與經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)能夠盡量的配合周圍一些設(shè)備的工作，兼容性強(qiáng)一些，能夠在此基礎(chǔ)上建立較好的整體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，滿足國家相關(guān)部門的要求。

1 校園網(wǎng)拓?fù)涮卣鞣治?/h2>

1.1 IP地址與端口的數(shù)量特征

基于IP地址與端口的分類技術(shù)由于僅利用UDP/TCP端口號(hào)來分類流量，計(jì)算開銷小，所以可擴(kuò)展性好。另一方面，基于端口的分類技術(shù)僅使用單一數(shù)據(jù)包就分類流量，若數(shù)據(jù)包丟失勢(shì)必影響分類，所以健壯性就差。同時(shí)，基于端口的分類技術(shù)的準(zhǔn)確性也為差?；谏顚訑?shù)據(jù)包檢測(cè)的分類由于負(fù)載加密和隱私等因素的考慮，其分類的準(zhǔn)確性正在逐漸下降。而基于流量統(tǒng)計(jì)特征的分類技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)行為模式的分類技術(shù)需要采集和分析大量的數(shù)據(jù)，計(jì)算開銷很大，可擴(kuò)展性也因之就差。但隨著分析數(shù)據(jù)的不斷增多，這兩種分類技術(shù)的準(zhǔn)確性也不斷提高，并且由于需要分析大量的數(shù)據(jù)，個(gè)別的數(shù)據(jù)包丟失，亂序等因素對(duì)流量分類的影響不大，由此健壯性就較好?；谌斯ぶ悄艿牧髁糠诸惣夹g(shù)和分布式協(xié)同分類技術(shù)具有一定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自適應(yīng)能力，所以健壯性和準(zhǔn)確性均好，但其可擴(kuò)展性相對(duì)于基于端口的分類技術(shù)，則較差。

1.2 網(wǎng)絡(luò)直徑特征

實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中不同的節(jié)點(diǎn)有著不同的網(wǎng)絡(luò)直徑與功能：有的節(jié)點(diǎn)起著服務(wù)器的功能，向網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)提供資源傳輸服務(wù)；有的節(jié)點(diǎn)起著客戶端的功能，接收服務(wù)器提供的各項(xiàng)服務(wù)。選取P2P流量的行為特征時(shí)，需要考慮如下情況：P2P網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)既可以作為服務(wù)器向其他對(duì)等節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，又可以作為客戶端接收其他對(duì)等節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)，因此，具有P2P節(jié)點(diǎn)和非P2P節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)出有差異的行為特征。本文關(guān)注的多流行為特征主要包括：多流會(huì)話時(shí)間的變化，多流大小的變化，多流上下行速度對(duì)比，多流IP地址與端口數(shù)目對(duì)比等。

2 P2P流量識(shí)別技術(shù)分析

2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種通過模仿人類的思考方式來進(jìn)行流量識(shí)別的數(shù)學(xué)模型，它們的結(jié)構(gòu)是極為復(fù)雜的，可以通過節(jié)點(diǎn)之間的相互連接來進(jìn)行信息的處理與傳遞，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于新事物可以進(jìn)行學(xué)習(xí)和自適應(yīng)，通過之前的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，來對(duì)于P2P流量進(jìn)行分類識(shí)別，對(duì)于被訓(xùn)練的對(duì)象以及需要計(jì)算的對(duì)象進(jìn)行分析，判斷兩者之間的差距，同時(shí)根據(jù)權(quán)值來對(duì)于輸出結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種極為重要的運(yùn)算模型，主要有非常多的神經(jīng)元來進(jìn)行構(gòu)成的，每個(gè)輸出函數(shù)都和一個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，叫做激勵(lì)函數(shù)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接權(quán)值反映了信號(hào)的傳輸強(qiáng)度，這和人類自身的細(xì)胞是類似的，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的輸出和連接方式有著極為重要的關(guān)系，并且也會(huì)受到激勵(lì)函數(shù)和權(quán)重的影響，網(wǎng)絡(luò)自身的計(jì)算和逼近方法可以對(duì)于最優(yōu)策略進(jìn)行有效的計(jì)算和表達(dá)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模仿生物的實(shí)際細(xì)胞來進(jìn)行訓(xùn)練的，它可以進(jìn)行單輸入但輸出和多輸入多輸出，同時(shí)具有非線性的特點(diǎn)，激活函數(shù)F主要是由輸入分量和權(quán)值分量相乘得出的，可以對(duì)于P2P流量進(jìn)行分析，輸出信號(hào)要受到神經(jīng)元本身以及F函數(shù)的影響，同時(shí)還應(yīng)該有一定的限制叫做閾值，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是通過訓(xùn)練的方式來進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而進(jìn)行P2P流量的識(shí)別與分類，對(duì)于內(nèi)部的權(quán)重進(jìn)行改變，在實(shí)際的分類識(shí)別當(dāng)中，可以使得誤差盡量的減少，達(dá)到模仿人類思考的目的。

2.2 自適應(yīng)識(shí)別

自適應(yīng) P2P流量識(shí)別是極為重要的一個(gè)發(fā)展方向，自適應(yīng)P2P流量識(shí)別以流量特征為基礎(chǔ)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)控制和自動(dòng)控制的問題，它主要是根據(jù)貝爾曼的優(yōu)化方式，來使得非線性系統(tǒng)和約束性較多的系統(tǒng)，都能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)識(shí)別，不管初始狀態(tài)是如何的，經(jīng)過這樣的優(yōu)化都可以得到最優(yōu)的策略。但是，對(duì)于實(shí)際的P2P流量識(shí)別來說，可能會(huì)存在一些問題，在這樣的情況下，就需要采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，使得P2P流量識(shí)別能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)化學(xué)習(xí)，同時(shí)，可以近似的構(gòu)造帶代價(jià)函數(shù)來進(jìn)行規(guī)劃，使得最后的結(jié)果更加滿足于實(shí)際的需求。自適應(yīng)的規(guī)劃方式可以有效的對(duì)于無法確定相關(guān)數(shù)學(xué)表達(dá)式的優(yōu)化問題進(jìn)行解決，可以對(duì)于系統(tǒng)的輸入輸出來對(duì)其進(jìn)行模擬與仿真，建立相關(guān)的最優(yōu)化模型，但是這個(gè)模型還是存在一些不確定的因素的，因此要將狀態(tài)與變量之間進(jìn)行解耦運(yùn)算，使得維度高的系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化，便于計(jì)算，同時(shí)對(duì)于離散化的系統(tǒng)，要將其轉(zhuǎn)換為連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行求解，這樣就可以使得復(fù)雜 P2P流量識(shí)別能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化。

2.3 分布式流量控制識(shí)別技術(shù)

對(duì)分布式P2P流量識(shí)別進(jìn)行有效的分析，可以將其的技術(shù)優(yōu)勢(shì)完全的發(fā)揮出來，分布式的流量控制決定了其傳輸需要依靠一定的內(nèi)外部條件才能執(zhí)行，同時(shí)這些流量必須通過相關(guān)裝置的配合才能進(jìn)行傳輸，同時(shí)也無法進(jìn)行調(diào)度，分布式P2P流量識(shí)別使得潮流分布進(jìn)行了改變與優(yōu)化，對(duì)于P2P流量識(shí)別來說，分布式管理可能會(huì)帶來多個(gè)方向的信號(hào)潮流，給其中的管理與調(diào)度帶來了其他的問題，所以在發(fā)生故障時(shí)，一些分布式信號(hào)需要進(jìn)行退出，這樣就可能讓系統(tǒng)的暫態(tài)平衡更難實(shí)現(xiàn)，對(duì)于系統(tǒng)來說它的危害較大，這樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的安全性受到影響，同時(shí)大量的分布信號(hào)可能會(huì)使得系統(tǒng)管理人員的調(diào)度負(fù)擔(dān)變得非常大，分布信號(hào)管理在運(yùn)行時(shí)具有隨機(jī)性，故障具有不可知性，這樣就可能會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所偏差，因此對(duì)于并網(wǎng)的分布式信號(hào)運(yùn)行，一定要進(jìn)行相關(guān)的規(guī)定，施加一定的規(guī)則來對(duì)其調(diào)度運(yùn)輸進(jìn)行統(tǒng)一，這樣就有利于其運(yùn)行時(shí)可以科學(xué)化規(guī)范化，避免出現(xiàn)更加嚴(yán)重的問題，造成事故隱患與風(fēng)險(xiǎn)。分布式P2P流量識(shí)別技術(shù)對(duì)于設(shè)備的要求是非常高的，因?yàn)槠鋾?huì)直接影響到用戶的使用質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于信號(hào)的管理方面有著極大的問題，需要依靠計(jì)算機(jī)等相關(guān)來技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行管理，同時(shí)，分布式P2P流量識(shí)別沒有得到廣泛應(yīng)用的原因，主要在于技術(shù)方面出現(xiàn)問題，而且傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)智能化程度不夠，無法進(jìn)行自動(dòng)化的管理，但是分布式信號(hào)管理的優(yōu)勢(shì)也是非常明顯的，它可以把流量之間進(jìn)存儲(chǔ)與供給，使得信息網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)負(fù)荷的實(shí)際情況來進(jìn)行調(diào)整，就讓系統(tǒng)的內(nèi)部成本與效益更加的平衡。

3 總結(jié)

隨著計(jì)算速度和準(zhǔn)確率的不斷提升，P2P流量識(shí)別技術(shù)處理的應(yīng)用越來越普遍，同時(shí)推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度，其雖然有很多無法克服的缺點(diǎn)，但是借助科技發(fā)展的趨勢(shì)，也在一步一步推動(dòng)各行業(yè)蓬勃發(fā)展，讓生活更加智能化。P2P流量處理大大的減少了人力的成本，提升了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，智能識(shí)別是重要的技術(shù)基礎(chǔ)，它在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有著深遠(yuǎn)的影響。

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