楊哲瀚 長沙市南雅中學

網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法的應用

楊哲瀚 長沙市南雅中學

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)的高速發(fā)展，大量數(shù)據(jù)流類型的數(shù)據(jù)得以產(chǎn)生。關(guān)于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量的測量得到人們越來越多的關(guān)注。通過應用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法進行網(wǎng)絡流量測量，可有效提升網(wǎng)絡監(jiān)控與管理質(zhì)量?；诖耍疚膹木W(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法的相關(guān)概述出發(fā)，對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法的應用進行了分析，以供參考。

數(shù)據(jù)流量測量 數(shù)據(jù)流 計算機網(wǎng)絡

隨著近年來基礎網(wǎng)絡的高速發(fā)展，網(wǎng)絡鏈路速率得到了大幅度增長。在此環(huán)境下，單位數(shù)據(jù)包的處理效率得到提升，這在一定程度上增強了網(wǎng)絡流量測量難度。因此，高速網(wǎng)絡流量測量技術(shù)的研發(fā)與應用成為當今互聯(lián)網(wǎng)研究工作的重點內(nèi)容之一。本文通過對國內(nèi)外文獻的梳理，對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流、網(wǎng)絡流量測量方法的評價指標以及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法的應用進行了如下分析。

1 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法的相關(guān)概述

1.1 數(shù)據(jù)流

數(shù)據(jù)流（data stream）最早是通信領(lǐng)域中常用的概念，指代通信傳輸過程中，所應用信息的“數(shù)字編碼信號序列”。隨著社會經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應用，出現(xiàn)了大量的“數(shù)據(jù)流”類型的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流概念發(fā)生了改變，目前被普遍認可的概念為“可被讀取一次或少數(shù)幾次的點的有序序列”。通過研究與實踐發(fā)現(xiàn)，在網(wǎng)絡檢測中，以近實時的方式對數(shù)據(jù)流進行復雜分析與預測，有利于提升網(wǎng)絡安全性。

1.2 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法

網(wǎng)絡流量測量作為網(wǎng)絡運營管理中的重要組成部分，主要承當網(wǎng)絡流量計費、網(wǎng)絡流量安全檢測等任務。隨著近年來，以太網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展與應用，互聯(lián)網(wǎng)進入超高速發(fā)展時代。網(wǎng)絡鏈路速度得到大幅度增加。而基于高速鏈路上的網(wǎng)絡流量發(fā)生了巨大的改變，呈現(xiàn)出“連續(xù)性”、“實時性”、“無限定”等特征。這在一定程度上增加了網(wǎng)絡流量測量難度。而基于概率下以“流”為單位的網(wǎng)絡流量測量方法（網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法），可在一定程度上滿足網(wǎng)絡實際需求，具有重要的應用與研究價值。

由數(shù)據(jù)流相關(guān)概述可知，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法僅需要對網(wǎng)絡流進行一次計算，并且其所使用的計算資源與內(nèi)存資源有限，可大大提升計算準確性，降低內(nèi)存存量。因此，數(shù)據(jù)流方法具有“有限計算”、“有限內(nèi)存資源”、“一遍掃描”等特點。該方法在網(wǎng)絡流量監(jiān)控、網(wǎng)絡安全、網(wǎng)絡交易數(shù)據(jù)分析中具有廣泛的應用價值。

2 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法的應用

2.1 網(wǎng)絡流量測量方法應用的評價指標

理想狀態(tài)下，在應用高速網(wǎng)絡測量技術(shù)時，需保證測量技術(shù)滿足以下幾項標準：其一，實時性指標，即及時快速處理網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流的能力；其二，存儲復雜性指標，即可準確評估網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流所需存儲的空間能力；其三，準確性指標，即準確估計網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流的能力；其四，可拓展性指標，即可深化處理網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流的能力；其五，計算復雜性指標，即準確評估網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流所要的處理開銷的能力。但是由于受多種因素影響，目前網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法無法達到理想效果，其實時性、準確性、計算復雜性等指標的量化處理技術(shù)還有待進行優(yōu)化。

2.2 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法應用要求

在應用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法進行計算時，需保障計算算法滿足以下幾點要求：其一，所需使用的存儲空間要?。黄涠?，保障數(shù)據(jù)信息查詢的準確性；其三，更新流處理速度要快而準確。

2.3 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法應用實例

通常情況下，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法常應用于測量高速鏈路上的“網(wǎng)絡流量統(tǒng)計信息”，包括熵評估、網(wǎng)絡流量矩陣評估、網(wǎng)絡連接度評估等。

首先，熵評估：“熵”作為網(wǎng)絡流量測量的重要測度，對其的有效評估，有利于提升網(wǎng)絡監(jiān)測質(zhì)量與效率，實現(xiàn)對網(wǎng)絡異常問題的檢測與管控。應用數(shù)據(jù)流流量測量方法進行熵估計具有一定的適用性。其中以“Alon-Matias-Szegedy頻數(shù)矩估計算法”為指導思想的數(shù)據(jù)流流量測量法相對于抽樣法具有一定的優(yōu)勢，可降低估計誤差，但是存在“重尾”現(xiàn)象。而以“網(wǎng)絡流大小流區(qū)分”為指導思想的數(shù)據(jù)流流量測量法可改善上述問題，進一步提升熵估計的準確性。

其次，網(wǎng)絡流量矩陣評估：對網(wǎng)絡流量矩陣進行有效評估，有利于提升網(wǎng)絡管理質(zhì)量，降低網(wǎng)絡故障發(fā)生概率，提升網(wǎng)絡運行的可靠性與穩(wěn)定。應用基于“計數(shù)器數(shù)組”的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量法，可有效提升網(wǎng)絡流量矩陣評估精確度。

此外，網(wǎng)絡連接度評估：網(wǎng)絡連接度評估是網(wǎng)絡流量測量與網(wǎng)絡安全監(jiān)控中的主要測度。應用數(shù)據(jù)流方法可有效實現(xiàn)“主機連接度”的評估，并在動態(tài)測量與監(jiān)管中，準確檢測出超連接度主機的實際運行情況。該方法的有效應用，也在一定程度上提高了空間利用率，實現(xiàn)了節(jié)點連接度的評估。

3 結(jié)論

總而言之，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流流量測量方法的有效應用對提升網(wǎng)絡安全性、穩(wěn)定性，強化數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)與存儲能力具有重要現(xiàn)實意義。由于筆者學識有限，因此本文研究多為理論闡述，有待進一步的強化與完善。

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