亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于孤立森林算法的移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測方法研究

        2019-01-02 09:01:18袁藝芳,李雁,陳緒,高永龍,席新
        軟件 2019年12期
        關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)算法

        袁藝芳,李雁,陳緒,高永龍,席新

        摘 ?要: 本文針對移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多變、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn),提出一種基于孤立森林算法的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測方法。該方法以網(wǎng)絡(luò)IP數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ),通過對IP數(shù)據(jù)流提取特征參數(shù),并將特征參數(shù)作為輸入向量,利用孤立森林算法進(jìn)行訓(xùn)練以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測。這種方法能夠快速、有效地檢測出移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的異常流量,精確率高,在一定程度上對移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)的智能運(yùn)維和安全防護(hù)起到重要作用。

        關(guān)鍵詞: 孤立森林,算法,移動警務(wù),網(wǎng)絡(luò),流量監(jiān)測

        中圖分類號: TP391.0 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A ? ?DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2019.12.051

        本文著錄格式:袁藝芳,李雁,陳緒,等. 基于孤立森林算法的移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測方法研究[J]. 軟件,2019,40(12):229232

        Research on Mobile Police Network Traffic Monitoring Method

        Based on Isolated Forest Algorithm

        YUAN Yi-fang1, LI Yan2, CHEN Xu2, GAO Yong-long2, XI Xin2

        (1. Science and Technology Information Bureau of the Ministry of public security 100005, China;

        2. Tianjin Public Security Bureau Science and Technology Information Office 300393, China)

        【Abstract】: Mobile police network is complicated and changeable, and it has a very large amount of data to be handled. According to these characteristics, a network traffic monitoring method based on isolated forest algorithm is proposed in this paper. This method is based on the IP network data. Feature parameters are extracted for each IP data flow, and the feature parameters are taken as the input vectors for isolated forest algorithm to train isolated trees and achieve monitoring. This method can detect abnormal traffic in mobile police network quickly and effectively, which can play an important role in intelligent operation and security protection of mobile police network.

        【Key words】: Isolated forest; Algorithm; Mobile police; Network; Traffic monitoring

        0 ?引言

        2002年以來,公安部對公安信息移動接入及應(yīng)用系統(tǒng)安全建設(shè)進(jìn)行不斷完善,全國公安系統(tǒng)信息化得到了很大的提升。2017年初,天津市公安局新一代移動警務(wù)系統(tǒng)開始建設(shè),目前已建設(shè)完成投入運(yùn)行。新一代移動警務(wù)平臺體系相對復(fù)雜、運(yùn)維成本高且難度大,平臺中一旦出現(xiàn)問題,往往需要大量的專業(yè)人員參與,協(xié)同診斷問題,耗時長,代價高。為緩解以上問題,我們對移動警務(wù)平臺中網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,利用一種基于孤立森林算法的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測方法對網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測。目的是可以及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攻擊行為和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問題引起的異常流量,從而增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢感知能力和安全防護(hù)能力,對移動警務(wù)平臺的智能化運(yùn)維有重要推進(jìn)作用。

        網(wǎng)絡(luò)流量異常是指網(wǎng)絡(luò)的流量行為偏離正常行為的情形,引起的原因有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常、網(wǎng)絡(luò)操作異常、閃現(xiàn)擁擠異常、網(wǎng)絡(luò)攻擊行為等。目前,國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了多種網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測方法,通??煞譃榛诜诸?、基于統(tǒng)計(jì)、基于聚類及基于信息論的網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測方法等[1-4]。這些網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測方法,通常首先需要對正常和異常的網(wǎng)絡(luò)行為、網(wǎng)絡(luò)流量模式分別進(jìn)行定義和分析,其次通過特征分析、數(shù)據(jù)建模等方式對網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測。大多方法局限性較強(qiáng),對特定模式或者特定特征的網(wǎng)絡(luò)異常行為才有較好的檢測效果,而且前期數(shù)據(jù)分析和建模工作量大,部分方法復(fù)雜度也很高[5,6]。

        移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多變、數(shù)據(jù)量大,未知的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者網(wǎng)絡(luò)行為模式時有發(fā)生,而且在移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)流量分析中異常流量具有隨機(jī)性、孤立性和稀疏性,因此獲取網(wǎng)絡(luò)異常流量的難度較大。因此很多情況需要在無監(jiān)督下進(jìn)行檢測,在執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)中,對時效性要求往往也比較高,這進(jìn)一步對我們選擇的方法提出了更高的要求。孤立森林算法是一種基于集成的快速無監(jiān)督異常檢測方法,具有線性時間復(fù)雜度和高精準(zhǔn)度[7]。本文基于孤立森林算法提出了一種網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測方法,可以快速、有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測,對于未知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者網(wǎng)絡(luò)行為的情況有較好的檢測效果,可適用于移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測中。

        1 ?孤立森林(iForest,Isolation Forest)算法原理

        3.2 ?性能度量

        由于實(shí)驗(yàn)使用的是移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量大,無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記,因而采用精確度(Precision)作為性能評估參數(shù)。精確度是指所有判斷為異常的樣本中,真正為異常的樣本所占的比例,即P=TP/(TP+FP)。其中TP為判斷為異常的異常樣本數(shù),F(xiàn)P為判斷為異常的正常樣本數(shù),(TP+FP)即為判斷為異常的樣本總數(shù)。

        3.3 ?實(shí)驗(yàn)評估

        在根據(jù)孤立森林算法訓(xùn)練階段步驟進(jìn)行訓(xùn)練時,構(gòu)建100棵樹,每棵樹的最大高度是8,使用有放回的抽樣構(gòu)造每一棵孤立樹,采樣數(shù)為256個樣本。訓(xùn)練完成后,對測試數(shù)據(jù)集進(jìn)行檢測,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

        表1 ?在五臺服務(wù)器上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        Tab.1 ?Experimental results on five servers

        測試數(shù)據(jù)集 異常比例 精確度

        1號服務(wù)器 0.88% 90.3%

        2號服務(wù)器 0.83% 89.9%

        3號服務(wù)器 0.76% 90.0%

        4號服務(wù)器 0.97% 90.9%

        5號服務(wù)器 0.51% 91.7%

        平均值 0.79% 90.6%

        表2中是抽取的異常流參數(shù)示例。與未判定為異常的數(shù)據(jù)比較,可以看出,得到的異常流基本上都是傳輸數(shù)據(jù)量大、持續(xù)時間長、包重發(fā)數(shù)多的流。這與訓(xùn)練數(shù)據(jù)的構(gòu)成有關(guān)。在正常業(yè)務(wù)流中,這樣的流占極少數(shù),因而被判定為異常。如表2所示。

        表2 ?異常流參數(shù)示例

        Tab.2 ?Exception flow parameter example

        序號 1 2 3 4 5 6

        包數(shù) 3910 632 2030 895 508 1991

        平均包長 1297.88 1232.72 1168.18 1062.48 843.44 1170.33

        最大包長 1500 1500 1500 1500 1500 1500

        長包數(shù) 3401 523 1611 671 362 1623

        短包數(shù) 501 107 390 199 134 356

        總延時 109937 109918 52729 52715 149829 149829

        包最大延時 65001 65002 26107 26123 65015 64999

        平均延時 28.12 174.20 25.99 58.97 295.52 75.29

        長延時包數(shù) 5 3 11 9 12 17

        單向包數(shù) 532 110 448 256 216 439

        包重發(fā)數(shù) 494 101 383 195 130 350

        經(jīng)對檢測出的異常流數(shù)據(jù)查看分析,該算法在保持檢測精確度的情況下,也達(dá)到了較高的查全率,有較好的檢測效果。

        4 ?結(jié)論

        新一代移動警務(wù)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、態(tài)勢感知和智能運(yùn)維面臨著多方面的挑戰(zhàn),大數(shù)據(jù)分析和人工智能的發(fā)展則為移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全帶來更多的新技術(shù)、新方法,可以為移動警務(wù)平臺的安全性和穩(wěn)定性起到重要支撐作用。本文提出了基于孤立森林算法的移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測方法,以對網(wǎng)絡(luò)IP數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ),通過IP數(shù)據(jù)流提取特征參數(shù),利用孤立森林算法進(jìn)行訓(xùn)練以及異常檢測。該方法不需要預(yù)先進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析和建模,能得到較高的檢測精確度和查全率,而且運(yùn)算速度快,能夠迅速、有效地檢測出移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的異常流量,使異常流量能夠得到及時的回溯、定位和排查,為及時解決或預(yù)防網(wǎng)絡(luò)安全問題奠定基礎(chǔ),為移動警務(wù)網(wǎng)絡(luò)的智能運(yùn)維和安全防護(hù)提供支持。

        參考文獻(xiàn)

        [1]Monowar H. Bhuyan, D.K. Bhattacharyya, J.K. Kalita, A Multi-step Outlier-based Anomaly Detection Approach to Network-wide Traffic, Information Sciences[J]. 2016 Volume 348, 20 June 2016, Pages 243-271.

        [2]Hamamoto, Anderson Hiroshi, Carvalho, Luiz Fernando, Sampaio, Lucas Dias Hiera. Network Anomaly Detection System using Genetic Algorithm and Fuzzy Logic, Expert Systems with Applications[J]. Volume 92, February 2018, Pages 390-402.

        [3]王偉. 基于深度學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)流量分類及異常檢測方法研究[D]. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué), 2018年.

        [4]M Ahmed, AN Mahmood, J Hu. A survey of network anomaly detection techniques, Journal of Network & Computer Applications[J]. Volume 60, January 2016, Pages 19-31.

        [5]Hamamoto, Anderson Hiroshi, Carvalho, Luiz Fernando, Sampaio, Lucas Dias Hiera.Network Anomaly Detection System using Genetic Algorithm and Fuzzy Logic, Expert Systems with Applications[J]. Volume 92, February 2018, Pages 390-402.

        [6]Hui Xia, Bin Fang, Matthew Roughan, Kenjiro Cho, Paul Tune. A Basis Evolution framework for network traffic anomaly detection, Computer Networks[J]. 2018 (135), Pages 15-31.

        [7]劉高. 基于Spark的孤立森林算法并行化研究[D]. 武漢: 華中科技大學(xué), 2018.

        [8]Fei Tony Liu , Kai Ming Ting , Zhi-Hua Zhou, Isolation Forest, Proceedings of the 2008 Eighth IEEE International Conference on Data Mining [C]. 2008, Pages 413-422.

        [9]Fei Tony Liu, Kai Ming Ting, Zhi-Hua Zhou. Isolation-based Anomaly Detection. ACM Transactions on Knowledge Discovery from Data (TKDD) [C]. 2012, 6(1): Article 3.

        [10]張曉宇.基于流被動測量的時間測度的研究[D]. 南京: 東南大學(xué), 2009.

        [11]朱河清, 梁存銘, 胡雪焜. 深入淺出DPDK [M]. 北京機(jī)械工業(yè)出版社. 2016年.Pages 30-49.

        [12]石金龍, 孫翼. 基于Libnids庫的Internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議還原系統(tǒng)研究. 電子技術(shù)[J]. 2014, 13-19.Pages 13-19.

        猜你喜歡
        網(wǎng)絡(luò)算法
        基于MapReduce的改進(jìn)Eclat算法
        Travellng thg World Full—time for Rree
        進(jìn)位加法的兩種算法
        算法初步兩點(diǎn)追蹤
        基于增強(qiáng)隨機(jī)搜索的OECI-ELM算法
        計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)探析
        芻議計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息化管理
        油氣集輸系統(tǒng)信息化發(fā)展形勢展望
        基于網(wǎng)絡(luò)的信息資源組織與評價現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究
        基于網(wǎng)絡(luò)的中學(xué)閱讀指導(dǎo)
        考試周刊(2016年79期)2016-10-13 21:50:36
        国产精品久久久国产盗摄| 三级日本午夜在线观看| 视频网站在线观看不卡| 国产成人精品久久二区二区91 | 按摩偷拍一区二区三区| av一区二区在线免费观看| 黄色影院不卡一区二区| 亚洲人成欧美中文字幕 | 国产午夜精品一区二区三区视频| 国产AV无码专区亚洲AⅤ| 国产成年无码久久久久下载| 国产麻豆国精精品久久毛片| 亚洲中文字幕乱码第一页| 厨房人妻hd中文字幕| 欧美日韩国产码高清综合人成| 精品成人av一区二区三区| 国产精品亚洲综合一区在线观看| 人体内射精一区二区三区| 亚洲一区二区三区在线观看播放| 黄色录像成人播放免费99网| 中文字幕一区二区三区在线看一区| 日本综合视频一区二区| 久久人妻av无码中文专区| 色播亚洲视频在线观看| 俺也去色官网| 精品日韩欧美| 日韩一级精品亚洲一区二区精品| 在教室轮流澡到高潮h免费视| 麻豆精品一区二区综合av| 岛国av无码免费无禁网站| 国产精品美女久久久久久久| 无码av永久免费大全| 日本大片一区二区三区| 免费a级毛片高清在钱| 伊人色综合视频一区二区三区| 亚洲欧美精品伊人久久| 亚洲在线一区二区三区四区| 久久精品国产亚洲av四叶草| 亚洲第一最快av网站| 日本一区二区不卡视频| 久久精品国产久精国产69|