[發明專利]一種LTE網絡流量識別系統及方法

有效

• 申請號: 201410291674.1
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104022920B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 楊豐瑞;吳輝;張治中
• 申請（專利權）人: 重慶重郵匯測通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所50215
• 代理人: 寸南華

1.一種LTE網絡流量識別方法，其特征在于，采用LTE網絡流量識別系統進行流量識別，所述LTE網絡流量識別系統包括：采集模塊、分發模塊、解碼模塊、特征庫模塊和深度數據包檢測DPI模塊；采集模塊實時采集LTE網絡數據，并將采集的數據傳遞至分發模塊；分發模塊對采集的數據進行過濾和分流處理，并將分流數據發送至解碼模塊；解碼模塊對分流數據進行實時解碼，為DPI模塊提供簡單解碼結果數據XDR，即External Data Representation；特征庫模塊存放有各種數據業務的匹配規則信息和業務信息，并應用爬蟲程序定期獲取業務信息，更新特征庫；DPI模塊通過關聯XDR與特征庫信息，實現XDR的識別從而實現流量的識別，包括以下步驟：

S1、采集數據，采集模塊實時采集LTE網絡數據，并將采集的數據傳遞至分發模塊；同時，采集模塊通過配置文件設置采集數據的存放路徑，在該路徑下以當天日期為名建立文件夾，并在該文件夾下以小時為單位建立子文件夾，采集的數據以“.cap3”格式存放在子文件夾中；所述采集模塊采用千兆級采集卡H224F來進行數據采集，采集速率為1000Mbit/s，并采用S1接口作為數據采集接口；所述采集卡為二個且能夠自動切換，當其中一個采集卡失效時，切換到另外一個采集卡繼續進行數據采集，并發出告警；

S2、過濾數據，分發模塊通過檢測數據包UDP層端口號對該數據包是否為S1接口用戶面數據進行判斷，如果端口號是“2152”，則視為該數據包是S1接口用戶面數據，并進行下一步，如不是，則將該數據包丟棄，重新獲取數據；

S3、分發數據，分發模塊通過檢測數據流IP層源目的端口號，將具有相同源目的IP地址的數據關聯到同一個數據流并發送到解碼模塊進行解碼；

S4、數據解碼，解碼模塊調用相應的解碼器進行各個協議數據的解碼處理，獲得S1接口業務面簡單解碼信息XDR，并將XDR存儲備份，同時傳遞給DPI模塊進行處理；

所述解碼模塊掛載有S1接口用戶面協議棧所有協議的解碼器，通過指針偏移定位到各個協議數據的起始位置；

所述XDR包括：URL、Host、Cookie字段、HTTP版本、用戶IMSI、終端IMEI、業務類型編碼、流程ID、開始時間、結束時間、應用大類、應用小類、L4層協議、用戶端口、服務器IP、服務器端口、國家代號、網絡代號、上行流量、下行流量、上行IP包數量、下行IP包數量、上行TCP亂序報文數量、下行TCP亂序報文數量、上行TCP重傳報文數量和下行TCP重傳報文數量字段信息；

S5、流量識別，深度數據包檢測DPI模塊獲取XDR，將特征庫中MATCHRULE表中的匹配規則讀入集合并與XDR中的URL字符串遍歷匹配，得出能與該XDR匹配的匹配規則記錄，將該條記錄中的KEY值取出并用該KEY值作為選擇條件在特征庫應用信息表中進行查詢，將查詢到的應用信息與XDR進行關聯，從而實現應用信息與用戶IMSI和終端IMEI的關聯，根據XDR的字段所攜帶的信息對該用戶在具體時間使用的具體業務進行判斷，實現流量類型及數量的識別；

所述特征庫模塊包括特征庫和爬蟲程序，所述特征庫設置有各種應用信息表，用于存放各種數據業務的匹配規則信息和業務信息，其中，BOOKINFO表用于存放爬蟲程序爬取的業務數據，WEBSITEID表用于存放查詢各種業務信息的SQL語句，MATCHRULE表用于存放各種業務的匹配規則表達式；所述爬蟲程序用于定期獲取WEB頁面上各種業務的詳細信息并實時更新特征庫，所有被爬取的信息都需要與底層解碼結果實現關聯；所述各種業務包括實時通信、閱讀、微博、導航、視頻、音樂、應用商店、游戲、支付、動漫、郵箱、P2P業務、VoIP業務、彩信、瀏覽下載任選、財經和安全殺毒；所述爬蟲程序定期獲取WEB頁面上各種業務的詳細信息，包括，分析網頁，構造業務信息URL列表并將其寫入程序配置文件；將業務信息URL列表從配置文件讀入程序，并存入任務池；啟動多個線程，完成對各個列表中的業務信息的獲取并存入特征庫中對應的應用信息表；其中，所述特征庫模塊特征庫構建包括以下步驟：

S101、構建BOOKINFO表，運用爬蟲程序構建特征庫BOOKINFO表，其具體步驟包括：分析網頁，構造業務信息URL列表并將其寫入程序配置文件；爬蟲程序將業務信息URL列表從配置文件讀入程序，并存入任務池；啟動多個線程，完成對各個列表中的業務信息的獲取并存入BOOKINFO表；

S102、構建WEBSITEID表，通過手動方式構建WEBSITEID表，WEBSITEID表包含websiteid字段和sql字段，其中websiteid字段存放網站ID號，每個網站有唯一的ID號，sql語句用于查詢該網站下某一具體業務，SQL語句為select*from BOOKINFO where websiteid＝’websiteid’and bookid＝’key’,該語句中’websiteid’的值為WEBSITEID表該條記錄的網站ID號，‘key’值為XDR與MATCHRULE表匹配所得到的KEY值；

S103、構建MATCHRULE表，通過手動方式構建MATCHRULE表，MATCHRULE表用于匹配用戶行為以及提取業務的BOOKID和WEBSITEID，這兩個值將被WEBSITEID表SQL語句作為查詢的條件，其中，MATCHRULE表包含PREFIX、REGUX、BEHAVIOR、PREFIX_REGUX和WEBSITEID 5個字段，PREFIX字段用于存放瀏覽業務介紹URL以及使用業務URL的前綴，REGUX字段是獲取BOOKID號的正則表達式，BEHAVIOR字段用于存放與PREFIX匹配的用戶的行為信息，PREFIX_REGUX字段用于各個網站的URL正則表達式，其與底層解碼獲取的URL匹配即可實現URL與特征庫的關聯，WEBSITEID字段的值實現每個網站在MATCHRULE表中存在一條與該網站對應的記錄。