[發明專利]一種隨機抽樣方法和裝置

有效

• 申請號: 200710166067.2
• 申請日: 2007-11-01
• 公開（公告）號: CN101159673A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 盧勝文
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06;H04L12/26
• 代理公司: 北京挺立專利事務所
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及網絡通信技術領域，特別是涉及一種隨機抽樣方法和裝置。

背景技術

隨著互聯網的高速發展和網絡規模的不斷擴大，不僅網上的應用也越來越復雜，而且網絡上的各種攻擊也越來越多(如病毒，蠕蟲等)，因此網絡設備都需要具備監控網絡流量分布情況的功能。目前現有技術中的網絡設備都能夠提供數據包的統計功能，但這個統計功能只能了解通過該網絡設備大致的流量，不能詳細的了解網絡流量分布情況，如在通過該網絡設備的流量中來自哪個源IP地址的流量最多，然而這正是對確定網絡攻擊源所必須的。為了實現這個目標，出現很多基于流統計的技術，這些技術一般都能夠統計一個數據流的時間段內的數據包和字節數的統計情況，數據流一般情況下也會包含IP的五元組信息(源IP、源端口、協議類型、目的IP及目的端口構成一個IP五元組)和接口信息。

但是如果對于數據流所有的數據包都要進行抽樣的話，就會消耗大量的CPU資源，同時由于統計的帶寬流量限制，也無法對更多的流進行統計。因此為了降低CPU的使用負擔，也為了統計更大范圍的流量分布情況，一般會對數據流采取抽樣技術，這樣即能有效降低統計的數據流量，又能準確的了解數據的流量分布情況。

現有的抽樣技術包括隨機抽樣和固定抽樣兩種，固定抽樣就是抽樣的間隔是固定的，隨機抽樣就是按一定的間隔隨機進行抽樣。通常的隨機抽樣方式就是，設置一個隨機數范圍為抽樣周期的隨機源，當隨機源為某個值時，就抽取該數據包。如圖1所示，為現有技術進行4比1的隨機抽樣示意圖，在每四個數據包選擇一個數據包進行抽樣。

在實現本發明實施例過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：現有技術中的隨機源提供比較困難，如果隨機性不好的話會出現抽樣的間隔很不均勻，有時可能會出現一個抽樣周期內出現多次抽樣，有時一個抽樣周期內一個抽樣都沒有。因此，如何提供一種高效、可靠的抽樣技術，成為業界急需解決的一個問題。

發明內容

本發明實施例要解決的問題是提供一種隨機抽樣方法和裝置，以解決現有技術中隨機源隨機性不好，抽樣間隔不均勻的技術缺陷。

為達到上述目的，本發明實施例一方面提出一種隨機抽樣方法，包括以下步驟：網絡設備接收數據包，并讀取抽樣計數器；所述網絡設備計算所述抽樣計數器的值與抽樣周期的商N；所述網絡設備根據所述商N決定是否對所述接收的數據包進行抽樣。

其中，所述網絡設備根據所述商N決定是否對接收的數據包進行抽樣具體包括：所述網絡設備根據所述商N在抽樣周期的數值范圍內通過偽隨機函數產生抽樣值S，所述抽樣值S為需要進行抽樣的數據包在所述抽樣周期內的序號；所述網絡設備根據所述抽樣值S及接收數據包在所述抽樣周期的序號決定是否對所述接收的數據包進行抽樣。

其中，所述網絡設備根據所述抽樣值S及接收數據包在所述抽樣周期的序號決定是否對所述接收的數據包進行抽樣具體為：計算所述抽樣計數器的值與所述抽樣周期的余數M；所述網絡設備在所述抽樣值S和所述余數M相等時，決定對接收的數據包進行抽樣。

其中，在所述網絡設備讀取抽樣計數器時，還包括：所述抽樣計數器自動加1。

其中，所述抽樣計數器為讀加計數器。

其中，所述抽樣計數器的比特位長度位大于等于抽樣周期比特位長的2倍。

本發明實施例還提供了一種網絡設備，包括數據包接收模塊、抽樣計數器讀取模塊、商計算模塊和抽樣模塊，所述數據包接收模塊，用于接收數據包；所述抽樣計數器讀取模塊，用于在所述數據包接收模塊接收到數據包后讀取抽樣計數器的值，在讀取所述抽樣計數器時，所述抽樣計數器自動加1；所述商計算模塊，用于計算所述抽樣計數器的值與抽樣周期的商N；所述抽樣模塊，用于根據所述商計算模塊計算的商N決定是否對接收的數據包進行抽樣。

其中，所述抽樣模塊包括抽樣值生成子模塊、余數計算子模塊和判斷子模塊，所述抽樣值生成子模塊，用于根據所述商計算模塊得到的商N在抽樣周期的數值范圍內通過偽隨機函數產生抽樣值S；所述余數計算子模塊，用于計算所述抽樣計數器的值與所述抽樣周期的余數M；所述判斷子模塊，用于在所述抽樣值S和所述余數M相等時，決定對接收的數據包進行抽樣。

其中，還包括抽樣計數器，所述抽樣計數器為讀加計數器。

其中，所述抽樣計數器的比特位長度位大于等于抽樣周期比特位長的2倍。