[發明專利]一種基于云的主動探測方法和探測平臺

有效

• 申請號: 201810316947.1
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108833197B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 蘇馬婧;覃海湄;彭懷梁;戴瓊;童超東;姜磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院信息工程研究所
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/08
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發明涉及一種基于云的主動探測方法和探測平臺。該基于云的主動探測方法在探測節點中基于Docker容器構建對網絡進行主動探測的探針，將針對特定探測目標的探測程序封裝成Docker鏡像；然后根據探測任務的配置需求，探測節點利用Docker容器中運行的探測程序對網絡層、傳輸層、應用層進行主動探測。該基于云的主動探測平臺包括節點管理模塊、鏡像管理模塊、任務管理模塊、容器管理模塊、任務調度模塊、用戶訪問界面。本發明能夠支持網絡層、傳輸層、應用層的探測，提供了API接口和Web用戶界面兩種訪問方式，支持探測任務方便快捷地部署和維護，適用于網絡數據采集、網絡拓撲測量等多種應用場景。

技術領域

本發明屬于網絡技術領域，具體涉及一種基于云的主動探測方法和探測平臺，支持網絡層、傳輸層、應用層的探測。

背景技術

對網絡進行主動探測有助于人們了解網絡拓撲、性能、基礎設施、流量特征，描繪網絡用戶及其行為特征、網絡服務特征、網絡資源映射及網絡演化。網絡探測分為被動探測和主動探測，在被動探測方式中，用于探測網絡活動的探針部署至網絡中，在大多數情況下探針部署于網絡節點之間的連接上，用于記錄、匯總該條連接上的網絡流量信息；在主動探測方式中，通過向網絡中發送數據、觀察結果來研究網絡的行為。主動探測平臺是網絡測量平臺的一種實現方式。

近年來，國內外研究人員設計并實現了一系列網絡測量平臺和集成系統，主要包括PlanetLab、CAIDA Ark、DragonLab、Gperf等。

PlanetLab是一個全球范圍的用于研究和測試新的網絡應用的互聯網絡，也是開發全新互聯網技術的開放式全球性測試實驗平臺，研究內容包括分布式存儲、網絡映射、P2P系統、查詢處理，目前有1353節點和717個站點，主要由加入PlanetLab的研究機構和實驗室提供的。每個節點上同時運行大量的虛擬機，每個虛擬機都被分配了相應的節點的資源(包括CPU、內存、帶寬、硬盤等)，使得虛擬機如同物理主機一樣可以安裝和運行程序。切片是由許多節點的虛擬機組成的一個環境，用戶可將試驗部署于各自擁有的切片上，相當于部署在由多個節點上的虛擬機組成的一個大規模網絡試驗環境上。

CAIDA Ark是一個全球分布式測量平臺，該平臺通過分配硬件測量節點構建基礎設施，具有地理多樣性和拓撲多樣性。Ark由位于圣地亞哥超級計算機中心的中央服務器的管理節點和位于40多個國家的專用測量節點組成。Ark的主要測量項目包括欺騙包工程、TCP的行為推斷、IPv4和IPv6的穩定性測試、網絡拓撲結構發現、擁塞發現等。Ark的網絡測量主要是針對網路拓撲、網絡擁塞、自治域等網絡層的測量，不提供應用層的測量。

DragonLab是一個能支持各類網絡技術驗證、網絡產品測試、應用系統開發和工程方案驗證的遠程網絡實驗平臺，主要提供的服務包括網絡性能測量、網絡應用流量分析、網絡攻擊流量分析、網絡用戶行為分析。

GPerf是進行大規模、主動和被動測量相結合網絡安全測繪平臺，提供掃描、蜜罐、助防等服務。GPerf研究計劃的宗旨是建立網絡空間概念模型和網絡空間測繪體系結構模型，突破網絡空間測繪關鍵技術，建成全球網絡空間測繪數據庫，建成網絡空間沙盤平臺，全景和可視化展現全球網絡空間。

上述國內外網絡測量平臺在面向網絡空間資源探測還存在一些問題，主要表現在以下四個方面：

1.探針構建方面：一些平臺的探針是基于虛擬機構建的，靈活性不足、啟動時間較長、內存訪問效率較低；

2.測量對象方面：主要對網絡層、傳輸層進行測量，對應用層支持不好；

3.系統調度方面：現有調度算法對時間敏感型任務、地域敏感型任務的支持不足；

4.使用方式方面：主要基于API方式，系統開發和使用的靈活性不足。

發明內容