Internet流分类方法的比较研究.docx

Internet流分类方法的比较研究彭芸刘琼(中国科学院软件研究所北京100080)摘要Internet流分类是网络测量、流量监控中的一个重要环节。本文分析了几种典型的流分类方法:基于特定端口号、基于应用层特征字段和基于传输层的方法,其中第二种方法专门用于识别当前日益增多的对等网络应用流量。从准确性、完整性、实时性以及可扩展性等方面对这三种方法进行了比较,分别指出它们的优势和不足。最后提出了一种实用型流分类方案,并对流分类领域的发展提出了看法。关键词流分类,应用层特征字段,主机行为,统计特征ComparisonResearchontheMethodsofInternetTrafficClassificationPENGYunLIUQiong(InstituteofSoftware,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080)AbstractInternettrafficclassificationhasalwaysbeenanimportantpartofnetworkmeasurementandcontrol.Wefirstanalyzedsometypicalmethodsoftrafficclassification,whichseparatelybasedondefaultportnumbers,applicationsignaturesandtransportlayercharacteristics.Thenweshowedtheadvantagesanddisadvantagesofeachmethodthroughthecomparisonoftheirveracity,integrality,thepeculiarityofreal2timeandexpansibility.Finally,wepresen2tedapracticaltrafficclassificationschemeandgavesomesuggestionsforthedevelopmentofthisfield.KeywordsTrafficclassification,Applicationsignature,Hostbehavior,Statisticcharacteristic电话、视频、对等网络应用(P2P,Peer2to2Peer)等新型业务的大量普及,要求新一代的互联网必须能够为不同应用提供不同级别的服务质量(QoS,QualityofService)保障,使用户得到更好的上网体验,因此,流分类已成为提供服务质量中不可缺少的重要手段。对于研究人员,在P2P应用出现之前,网络传输基本上都是遵循客户端/服务器(C/S,Client/Server)模式,从链路带宽设计考虑,他们自然而然地选择了某种数字用户线路(xDSL,xDigitalSubscriberLine)模式,即上行带宽小,下行带宽大。然而,最近几年的研究报告表明[2],P2P已成为当前网络带宽的“杀手级”应用,其上传/下载比趋近于1,造成传统xDSL网络的上行链路极易拥塞。所以,流分类的另一个重要性在于能够及时了解网络上各种应用流量所占的带宽比例及其趋势,帮助研究人员更合理地规划网络资源,为用户提供更好的服务质量。为此,本文将对Internet流分类方法进行比较研究,全文内容安排如下:第2部分介绍分析几种典型的流分类方法及其适用范围,比较它们之间的优缺点;第3部分介绍一种实用型流分类方案;最后对流分类的方法提出了初步的改进建议,并对全文进行了总结。1引言近年来,Internet流分类在学术和应用领域备受重视,已形成一个相对独立的研究领域。用户对各类Internet业务的服务质量要求越来越精细;网络管理者需要对各种业务流进行实时的监控与管理;网络服务提供商在规划和建设网络时需要了解网络各类业务流的状况;Internet研究人员需要关注网络中各种流的特征及相应的用户行为等,这些都离不开Internet流分类技术。通过监控各类应用的网络流量,管理员可以及时发现设备故障,链路拥塞,用户带宽的使用状况等。此外,随着互联网的日益普及,网上传播病毒的种类与数量也越来越多,由此造成的危害也在不断升级。所以,如何有效遏制病毒传播是目前Internet急需解决的难题之一。Thomas等人在文[1]中提到,如果一台主机利用一个或多个源端口扫描多台主机的同一个端口;或者是一台主机利用多个端口扫描另一台主机的多个端口,则这台主机发出的流很可能是攻击流。由此可见,通过识别可疑流,可以及时进行网络管理告警,达到预防病毒泛滥的目的。网络服务提供商通过流分类,可以获悉各类网络应用所占比例,预测网络业务的发展趋势。传统技术采用尽力而为的方式进行包转发,对吞吐量、延迟、延