[發明專利]基于拓撲分析的區域級網絡抗毀性差異評估方法和裝置

有效

• 申請號: 202111082777.3
• 申請日: 2021-09-15
• 公開（公告）號: CN113987503B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 安常青;劉玉家;王會;鄭志延;喻濤;王繼龍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F21/57
• 分類號: G06F21/57;G06F18/23
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅嵐

本申請提出了一種基于拓撲分析的區域級網絡抗毀性差異評估方法，涉及計算機網絡測量技術領域，其中，該方法包括：計算各個區域里重要自治系統AS的抗毀性采樣；通過上采樣將區域里重要AS的抗毀性采樣轉換為區域抗毀性采樣；建立顯著性檢驗器，從整體水平和波動水平分別評估區域抗毀性采樣，得到區域抗毀性排名；從整體水平和波動水平對區域抗毀性排名結果聚類，得到區域抗毀性聚類結果。采用上述方案的本申請可以從整體水平和波動水平分別評估區域的抗毀性差異，具有普適性，能夠發現區域之間拓撲的本質差異。

技術領域

本申請涉及計算機網絡測量技術領域，尤其涉及一種基于拓撲分析的區域級網絡抗毀性差異評估方法和裝置。

背景技術

全球互聯網的重要性日益提高，使其成為人們生活各個方面所依賴的關鍵基礎設施之一，網絡的安全性是保證正常通信的基礎。

目前區域或地區的互聯網拓撲受到多方面的安全威脅。首先各種類型的惡意行為者如黑客、恐怖分子會針對網絡拓撲弱點，破壞、攔截互聯網流量，通過對網絡進行攻擊，實現各種政治，經濟或軍事的目標。比如常見的DDOS攻擊，可以使通信基礎設施癱瘓。

其次，已有研究發現部分區域或地區具有與互聯網斷開的可能，表明某些國家的國際互聯網的連接缺乏彈性，攻擊者針對目標進行流量中斷、竊聽和操縱，可能有許多潛在的攻擊方式使地區/國家互聯網通信受到影響。目前有專業的機構進行網絡斷網事件的監測并實時報告，如千眼，互聯網健康報告。

除去上述特定的惡意攻擊外，自然災害對網絡設施的威脅也是巨大的，通常會影響特定地理區域的所有目標，即使是很發達區域，也會由于自然災害的原因受到影響。

各個區域的互聯網拓撲差異很大，導致各個區域/地區互聯網拓撲的抗毀性具有差異。評估區域的抗毀性相對差異，利于充分了解互聯網，并對提高互聯網拓撲安全性具有重要意義。

發明內容

本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本申請的第一個目的在于提出一種基于拓撲分析的區域級網絡抗毀性差異評估方法，解決了各個區域的互聯網拓撲差異很大，導致各個區域/地區互聯網拓撲的抗毀性具有差異的問題，普適性地對區域拓撲地抗毀性進行合理評估，得到區域抗毀性的排名，利于充分了解互聯網，并對提高互聯網拓撲安全性具有重要意義。

本申請的第二個目的在于提出一種基于拓撲分析的區域級網絡抗毀性差異評估裝置。

為達上述目的，本申請第一方面實施例提出了一種基于拓撲分析的區域級網絡抗毀性差異評估方法，包括：計算各個區域里重要自治系統AS的抗毀性采樣；通過上采樣將區域里重要AS的抗毀性采樣轉換為區域抗毀性采樣；建立顯著性檢驗器，從整體水平和波動水平分別評估區域抗毀性采樣，得到區域抗毀性排名；從整體水平和波動水平對區域抗毀性排名結果聚類，得到區域抗毀性聚類結果。

可選地，在本申請的一個實施例中，計算各個區域里重要自治系統AS的抗毀性采樣，包括以下步驟：

選擇區域重要AS；

對于某次破壞，計算該破壞下在無谷原則下某個重要AS與其他節點的連通情況，得到某個重要AS單次事件的抗毀性；

模擬多次破壞，將某個重要AS單次事件抗毀性組合成一維向量，得到某個重要AS的抗毀性采樣。

可選地，在本申請的一個實施例中，選擇區域重要AS，包括：

在區域內部中，根據AS客戶錐體值對AS進行從大到小排序，選擇預設數量排名靠前的AS，之后按照AS客戶錐體值排名逐步添加AS，直到所有AS的直接和間接客戶覆蓋區域預設比例的AS，完成區域內部重要AS的選擇，其中，AS客戶錐體值為每個AS的直接和間接客戶AS的數量；

在區域外部中，重要AS選擇方法為該區域的所有與其它區域有直接的拓撲鏈接的AS。