【摘要】：現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)采用“沙漏模型”的設計思想,具有“三重綁定”的特征,即:服務的“資源和位置綁定”、網(wǎng)絡的“控制和數(shù)據(jù)綁定”和“身份與位置綁定”,使得網(wǎng)絡體系和機制是相對“靜態(tài)”和“僵化”的。為了滿足未來網(wǎng)絡高速海量泛在的通信需求,智慧協(xié)同網(wǎng)絡采用“三層”、“兩域”的新型網(wǎng)絡架構,在有效解決可擴展性、移動性和安全性的同時,將“智慧性”內(nèi)嵌于網(wǎng)絡架構中。本論文作為“智慧協(xié)同網(wǎng)絡理論體系”的組成部分之一,圍繞網(wǎng)絡的“原生智慧性”,重點研究基于智慧協(xié)同網(wǎng)絡的資源優(yōu)化分配機制及安全性,主要工作和創(chuàng)新點如下:1、本文在智慧協(xié)同網(wǎng)絡體系架構下,設計了一種基于服務請求的大流檢測機制。該機制的核心思想是通過服務請求交互系統(tǒng),動態(tài)感知用戶服務請求狀態(tài),實時更新大流檢測閾值,完成大流的快速和準確檢測。該機制是資源優(yōu)化分配的前提和基礎。本文對基于服務請求的大流檢測機制的總體設計思路進行了詳細描述,設計了服務請求交互系統(tǒng)、動態(tài)流量學習算法系統(tǒng)和大流敏感的分層式檢測方法。另外,本文還部署了原型系統(tǒng),并在原型系統(tǒng)中對服務標識映射服務器、資源適配解析服務器和網(wǎng)絡交換路由組件進行了實現(xiàn)。最后,本文在原型系統(tǒng)中驗證大流檢測機制的可行性,在仿真平臺上對所提機制進行性能分析。結果表明,該機制可以根據(jù)用戶服務請求狀態(tài),實時更新大流檢測閾值,并準確快速的判斷出網(wǎng)絡中存在的大流。2、本文在智慧協(xié)同網(wǎng)絡體系架構下,設計了一種基于網(wǎng)絡狀態(tài)感知的資源適配機制。該機制的核心思想是利用資源適配解析服務器動態(tài)感知網(wǎng)絡資源狀態(tài),實時計算鏈路利用率,將檢測到的大流按照當前鏈路利用情況進行最優(yōu)化的調(diào)度。該機制是資源優(yōu)化分配的核心。本文對基于網(wǎng)絡狀態(tài)感知的資源適配機制的總體設計思路進行了詳細描述,設計了基于最小交叉熵算法的資源適配機制,通過數(shù)學建模將資源適配問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問題。另外,本文對資源適配的主要性能進行了分析,包括:鏈路平均利用率、用戶平均服務獲取時延、網(wǎng)絡交換路由組件流表數(shù)和大流調(diào)度時延。最后,本文在原型系統(tǒng)中驗證資源適配機制的可行性。結果表明,該機制可以根據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài),動態(tài)規(guī)劃傳輸路徑,有效提高鏈路資源利用率,提升用戶體驗度。3、本文在智慧協(xié)同網(wǎng)絡體系架構下,設計了一種基于聚類算法的請求消息泛洪攻擊檢測機制。該機制的核心思想是通過聚類算法對網(wǎng)絡交換路由組件進行篩選,使得資源適配解析服務器集中監(jiān)聽容易受到攻擊者感染的組件,并利用模糊算法對非法入侵流進行判斷。該機制是資源優(yōu)化分配的保障。本文對基于聚類算法的請求消息泛洪攻擊檢測機制的總體設計思路進行了詳細描述,設計了基于貝葉斯網(wǎng)絡的組件聚類模塊、特征值收集模塊、基于模糊C均值算法的異常檢測模塊和防御部署模塊。另外,本文還改進了原型系統(tǒng)中資源適配解析服務器的相關安全機制,并進行了實現(xiàn)。最后,通過仿真和原型系統(tǒng)測試,驗證該攻擊檢測機制的性能。結果表明,該攻擊檢測機制具有較高的檢測準確率和檢測速度,并且對于請求消息泛洪攻擊具有較好的防御效果,顯著地提高了智慧協(xié)同網(wǎng)絡的安全性。
【圖文】：

＾中層，使用族群標識（Ｆａｍｉｌｙ邋ＩＤ，縮寫為ＦＩＤ）來標記一個族群功能模塊，族群行為描述（Ｆａｍｉｌｙ邋Ｂｅｈａｖｉｏｒ邋Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ，縮寫為ＦＢＤ）對族群行為進行表源適配層通過感知服務需求與網(wǎng)絡狀態(tài)，，動態(tài)地適配網(wǎng)絡資源并構建網(wǎng)絡族充分滿足服務需求進而提升用戶體驗，并提高網(wǎng)絡資源利用率�！熬W(wǎng)絡組件７］處于智慧協(xié)同網(wǎng)絡體系架構底層，使用組件標識（Ｎｏｄｅ邋ＩＤ，縮寫為ＮＩＤ）一個網(wǎng)絡設備，使用組件行為描述（Ｎｏｄｅ邋Ｂｅｈａｖｉｏｒ邋Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ，縮寫為ＮＢＤ組件行為進行表征。網(wǎng)絡組件層主要負責數(shù)據(jù)的存儲與傳輸，以及網(wǎng)絡組為感知與聚類等。逡逑

智慧協(xié)同網(wǎng)絡中“三層”和“兩域”并非孤立存在，而是相互依靠。在“三逡逑層”之間的兩次映射，同樣在“兩域”中分別進行映射，使得網(wǎng)絡資源可以依據(jù)逡逑服務需求動態(tài)適配，從而實現(xiàn)智慧服務。智慧協(xié)同網(wǎng)絡體系的工作流程如圖１＿２逡逑所示：首先，服務提供者注冊所提供服務的服務標識和服務行為描述信息；服務逡逑獲取者提交所需服務的服務行為描述信息，進行服務查詢，得到具體服務的服務逡逑標識和服務行為描述信息；該服務行為描述信息將與所有族群的族群行為描述信逡逑息進行匹配，實現(xiàn)服務標識到族群標識的映射，從而得到被選取網(wǎng)絡族群的族群逡逑標識和族群行為描述信息；網(wǎng)絡組件按照組件行為描述信息聚類到不同的網(wǎng)絡族逡逑群中；將服務獲取者所需服務的服務行為描述信息與被選定網(wǎng)絡族群中組件的組逡逑件行為描述信息進行匹配決策，選出最終提供本次服務的網(wǎng)絡組件的組件標識。逡逑最后，服務獲取者通過被選取的網(wǎng)絡組件完成服務的獲取。逡逑１．２．２智慧服務層感應機制逡逑基于智慧協(xié)同網(wǎng)絡的基本原理，在智慧服務層制定了服務狀態(tài)感應機制，設逡逑計了標識服務解析映射協(xié)議。下面分別從標識服務解析映射協(xié)議總體設計、服務逡逑標識設計方法、映射結構以及標識服務解析映射協(xié)議的消息格式等方面，詳細說逡逑明智慧服務層感應機制。逡逑（１）標識服務解析映射協(xié)議總體設計逡逑本協(xié)議工作在智慧協(xié)同網(wǎng)絡體系架構的智慧服務層
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.0

【參考文獻】

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本文編號：2518063