一种基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法技术

本发明专利技术提出一种基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法，属于网络安全领域。本发明专利技术首先在链路选择模块中根据已知的要测量的链路数通过贝叶斯A优化算法来选择主动测量的链路，再在链路补全模块中通过多元多项式岭回归来补全其余未知的链路信息，最后在流量矩阵估算模块中通过正交匹配追踪方法来估算整个网络的流量矩阵。本发明专利技术的优点在于在对精确度要求不高的应用场景下，通过减少主动测量的链路数量来降低能耗，同时筛选和测量高信息量的链路来确保一定的精确性。量的链路来确保一定的精确性。量的链路来确保一定的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法


[0001]本专利技术属于网络安全领域，具体涉及一种基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术的进步，互联网的网络结构越来越复杂，控制和管理网络的难度不断增加。由此，研究人员引入了流量矩阵的概念。流量矩阵表示网络中所有OD(Origin
‑
Destination)节点对之间流动的流量，完整地记录了整个网络的状态特征。流量检测、负载均衡、网络安全等是网络管理的组成部分，而流量矩阵是这些网络管理任务的关键输入信息。
[0003]近年来，学者们对流量矩阵进行了广泛的研究。流量矩阵有两种测量方法：1)直接测量法。就是直接测量每个流，需要在每个网络节点上安装专业的测量硬件资源，消耗巨大。而且因为网络是异构的，所以各个网络之间相互协作困难，无法保证测量的准确性；2)估算法，这是目前获得流量矩阵的主要方式，已经有许多基于链路矩阵完全测量的网络流量矩阵的估算方法。
[0004]流量矩阵估算方法的发展可以分为三个时期。第一个时期只利用链路负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)输入需要主动测量的链路数量k和路由矩阵A；其中，所述需要测量的链路数量k根据应用场景来确定，所述网络中路由矩阵A通过网络的状态信息和配置信息获得；2)对网络中的n条链路分别编号，构建编号集合N＝{1，2，3...，n}；3)初始化需要主动测量的链路集S为空，即S＝{}；4)更新需要主动测量的链路集S，直至S中元素的个数为k；5)测量链路集S中的链路，构造对应的链路负载集合Y
S
；6)利用历史负载信息data划分特征数据集x
s
和结果数据集y
p
；7)利用k元线性岭回归模型训练数据集，得到精确度acc1和结果res1；8)利用k元二次多项式岭回归模型训练数据集，得到精确度acc2和结果res2；9)从acc1和acc2中选择精确度大的结果作为链路补全的结果，得到全部链路对应的链路负载Y；10)根据路由矩阵A和补全的链路负载Y，构造符合RIP原则的观测矩阵Θ，并将Θ转换到估算式Y＝AX中；11)构造l1范数优化函数式，即min||v
t
||1，s.t.W
t
＝Θψv
t
12)根据CS
‑
OMP算法求解l1范数式估计流量矩阵。2.如权利要求1所述的基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法，其特征在于，所述步骤4)包括如下步骤：4.1)令循环变量i初始值为1，步长为1；4.2)令集合P＝N
‑
S；4.3)计算集合P中的每条链路j的设计准则criteria[j]＝φ
A
(S∪{j})。其中，φ
A
(η)＝tr{AD(η)A
T
}，A
s
为链路集S对应的子路由矩阵，R＝αI，α是一个常数，I是单位矩阵；4.4)选择集合P中设计准则最小的链路记为s，即s＝argmin
j
criteria[j]；4.5)更新需要主动测量的链路集S，S＝S∪{s}；4.6)更新循环变量i为i+1；4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王昌达，陈倩，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：