[發(fā)明專利]一種跳變網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)延遲時間窗計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110776695.2
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113595769B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐正全;方鑄
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H04L41/142
• 分類號: H04L41/142;H04L9/40
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

本發(fā)明提出了一種跳變網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)延遲時間窗計算方法。所述方法包括總控制器、多個可信設(shè)備。總控制器設(shè)置跳變網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)參數(shù)跳變的時間周期、跳變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)集合；可信設(shè)備設(shè)置讀取在每個網(wǎng)絡(luò)參數(shù)跳變的時間周期對應(yīng)的數(shù)據(jù)包觀測窗口通過時間窗口算法讀入多個數(shù)據(jù)包的傳輸時間均值和路由跳數(shù)均值，依此計算每個網(wǎng)絡(luò)參數(shù)跳變的時間周期的對應(yīng)的每個可信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)延遲時間窗；本發(fā)明優(yōu)點在于提出一個種適用于網(wǎng)絡(luò)多跳傳輸?shù)臅r間窗估計算法，可以使得在一般網(wǎng)絡(luò)傳輸條件下都可以利用時間窗方法最大限度地接收跳變時的網(wǎng)絡(luò)延遲數(shù)據(jù)包，以盡可能減少跳變網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲丟包，有效地提升網(wǎng)絡(luò)資源緊張時系統(tǒng)的服務(wù)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，尤其是涉及一種跳變網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)延遲時間窗計算方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)如安全漏洞掃描、防火墻、入侵檢測等等陸續(xù)地被研究出來。這些極大地提高了網(wǎng)絡(luò)防御水平，逐漸成為了網(wǎng)絡(luò)安全防御的標配。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的不斷更新，在面對諸如木馬端口跳變、跳代理攻擊、協(xié)議轉(zhuǎn)化攻擊、DDoS攻擊以及形形色色的未知攻擊手段面前，目前廣泛采用的防御技術(shù)越來越顯得力不從心。跳變網(wǎng)絡(luò)致力于構(gòu)建一種動態(tài)的、異構(gòu)的、不確定的網(wǎng)絡(luò)，通過增加系統(tǒng)隨機性或減少系統(tǒng)的可預(yù)見性，以達到預(yù)防、延遲或阻斷網(wǎng)絡(luò)攻擊的目的。并且跳變網(wǎng)絡(luò)一直是其中最活躍的研究方向，現(xiàn)已取得了令人矚目的研究成果。

隨著研究的深入和技術(shù)方案的逐漸成熟，人們也開始關(guān)注由于跳變網(wǎng)絡(luò)給正常的網(wǎng)絡(luò)功能和性能帶來的影響以及如何減少這些影響。其中一方面就是所謂的延遲丟包問題，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點在同步進行跳變時，由于傳輸網(wǎng)絡(luò)延遲，一部分以跳變前的網(wǎng)絡(luò)地址傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒能在跳變時到達要接收的節(jié)點，當(dāng)然不能被跳變之后的節(jié)點正確接收，從而造成一定的額外傳輸丟包。延遲丟包問題，不僅會造成傳輸性能的降低，嚴重時還會干擾正常的網(wǎng)絡(luò)功能的發(fā)揮，特別是在網(wǎng)絡(luò)資源緊張、傳輸路徑長以及跳變比較頻繁時更加嚴重。

針對網(wǎng)絡(luò)延遲丟包問題，一般解決方法是在發(fā)送端主機或接收端主機加時間窗，其方法是使接收端參數(shù)的跳變相對發(fā)送端參數(shù)跳變的時刻滯后一段時間(即所謂的時間窗)，以便預(yù)留出一個時間窗或間隙用以回收跳變前一周期發(fā)送的正在傳輸?shù)哪遣糠謹?shù)據(jù)包。很顯然，預(yù)留出的時間窗(間隙)不能太小，也不能太大。若時間窗太小的話，就有相當(dāng)部分延遲到達的跳變前一周期的數(shù)據(jù)包由于網(wǎng)絡(luò)參數(shù)改變不能接收；而如果時間窗太大的話，雖然前一周期發(fā)送的延遲中的數(shù)據(jù)包可以全部被回收，但會導(dǎo)致以新的跳變周期網(wǎng)絡(luò)參數(shù)發(fā)送的一部分數(shù)據(jù)包由于接收端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)沒有及時改變而無法被正常接收。理論上，最佳的時間窗等于跳變網(wǎng)絡(luò)時的網(wǎng)絡(luò)延時。但實際上，由于網(wǎng)絡(luò)延時總是動態(tài)變化的，也就是不能預(yù)先被準確預(yù)知，所以如何根據(jù)當(dāng)時監(jiān)測到的過去的網(wǎng)絡(luò)延時估計跳變時的網(wǎng)絡(luò)延時(即最佳時間窗估計)一直是時間窗技術(shù)研究的關(guān)鍵。目前，跳變網(wǎng)絡(luò)時間窗估計算法的研究主要集中在端到端的跳變網(wǎng)絡(luò)傳輸場景，其基本思想是通過監(jiān)測兩節(jié)點之間跳變前一段時間內(nèi)數(shù)據(jù)包的平均網(wǎng)絡(luò)延遲作為時間窗的估計結(jié)果，這些算法一般都能最大限度地接收跳變時的網(wǎng)絡(luò)延遲數(shù)據(jù)包。但這種端到端跳變網(wǎng)絡(luò)時間窗估計算法并不適用于一般性的跳變網(wǎng)絡(luò)傳輸場景。這是因為，在一般網(wǎng)絡(luò)通信場景下，數(shù)據(jù)就不再只限于端到端傳輸，很多情況下，數(shù)據(jù)從發(fā)送節(jié)點傳輸?shù)浇邮展?jié)點，往往需要經(jīng)過多跳轉(zhuǎn)發(fā)才能完成。此時，數(shù)據(jù)包需要經(jīng)過一個或多個中間節(jié)點，而這些中間節(jié)點在跳變網(wǎng)絡(luò)時同樣會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)延遲丟包，而總的傳輸延遲丟包就等于傳輸路徑上所有的節(jié)點產(chǎn)生的丟包總和。因此現(xiàn)有的適用于端到端傳輸?shù)臅r間窗估計算法就不再適用。針對上述問題，經(jīng)過理論分析，我們發(fā)明了一種適用于網(wǎng)絡(luò)多跳傳輸?shù)臅r間窗估計算法，可以使得在一般網(wǎng)絡(luò)傳輸條件下即使存在多跳轉(zhuǎn)發(fā)傳輸情況都可以利用時間窗方法最大限度地接收跳變時的網(wǎng)絡(luò)延遲數(shù)據(jù)包，以盡可能減少跳變網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲丟包。

本發(fā)明提出一種時間窗估計方法，所具備的特點如下：

該方法對網(wǎng)絡(luò)跳變延遲時間窗的最佳估計可以適用于網(wǎng)絡(luò)多跳傳輸，使得網(wǎng)絡(luò)跳變時間窗技術(shù)能夠應(yīng)用到一般性的網(wǎng)絡(luò)傳輸而不再只局限于端到端傳輸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)方案為一種跳變網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)延遲時間窗計算方法。