網(wǎng)絡(luò)流量控制的規(guī)則匹配算法改進及應(yīng)用.pdf

1、流量控制在保證網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量方面起到了重要作用。但隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬和網(wǎng)絡(luò)流量的日益增加、新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展,流量控制面臨著更復(fù)雜的問題和更高的挑戰(zhàn)。本文研究網(wǎng)絡(luò)流量控制的基本思想和原理,尤其基于Linux系統(tǒng)下的Netfilter/iptables框架的網(wǎng)絡(luò)流量控制的規(guī)則組成和規(guī)則匹配算法,通過改進規(guī)則匹配算法和規(guī)則沖突檢測來提高規(guī)則匹配速度和控制規(guī)則庫規(guī)模,以提升網(wǎng)絡(luò)流量控制系統(tǒng)的處理速度。
　　本文的主要工作包括以下三點

2、:
　　1.提出一種基于自適應(yīng)的樹型結(jié)構(gòu)的規(guī)則匹配算法。原來的線性規(guī)則匹配方法,隨規(guī)則庫規(guī)模增長,匹配需要消耗大量時間。根據(jù)常用的匹配屬性的取值(如協(xié)議類型為TCP/UDP/ICMP)改為樹型的結(jié)構(gòu),可縮短匹配時間,但容易導(dǎo)致樹不均衡?；谧赃m應(yīng)的樹型結(jié)構(gòu)的規(guī)則匹配算法在建樹時,分支方式由規(guī)則庫中的規(guī)則屬性分布和空缺屬性規(guī)則比例同時決定,以平衡樹的高度和寬度。采用深度優(yōu)先進行建樹,并通過規(guī)則動態(tài)更新模塊處理規(guī)則添加、刪除和更新。仿

3、真結(jié)果表明,自適應(yīng)的樹型結(jié)構(gòu)的規(guī)則匹配算法具有更均衡的樹高度和寬度,匹配速度更快,與線性規(guī)則匹配方法和樹型匹配方法相比,分別減少179％,14.9%的匹配次數(shù)。
　　2.提出規(guī)則沖突檢測標(biāo)準(zhǔn)和算法。當(dāng)管理員在建立和管理規(guī)則庫時,由于疏忽或水平有限可能使得規(guī)則之間存在沖突或重復(fù),導(dǎo)致規(guī)則庫規(guī)模快速增長;同時一個數(shù)據(jù)包可以匹配多條規(guī)則,最終只能從多條匹配規(guī)則中選擇優(yōu)秀級最高的規(guī)則,按此規(guī)則對數(shù)據(jù)包進行處理,導(dǎo)致規(guī)則匹配時間增長。因此根

4、據(jù)規(guī)則匹配的數(shù)據(jù)包集合之間的關(guān)系來定義規(guī)則之間的關(guān)系為重復(fù),沖突,包含,交叉和無關(guān)。確定規(guī)則沖突檢測標(biāo)準(zhǔn)為允許規(guī)則庫中存在交叉和無關(guān),不允許重復(fù)和沖突的關(guān)系存在,盡量不出現(xiàn)包含關(guān)系。這樣不僅能避免規(guī)則之間的冗余和重復(fù),而且還保證不刪除必要的規(guī)則。沖突檢測算法對新添加的規(guī)則與已有規(guī)則庫進行規(guī)則沖突檢測,能有效控制規(guī)則庫規(guī)模,節(jié)約匹配時間,提高匹配速度。
　　3.將規(guī)則沖突檢測算法在網(wǎng)絡(luò)流量控制原型系統(tǒng)中應(yīng)用。只有通過了沖突檢測算法的