專利名稱：按流業(yè)務(wù)量的估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳送，尤其涉及產(chǎn)生對(duì)通過網(wǎng)絡(luò)的按流(per-flow)業(yè)務(wù)量的估計(jì)。
背景技術(shù)：
分組網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)量的準(zhǔn)確測(cè)量是業(yè)務(wù)量管理、計(jì)費(fèi)、拒絕服務(wù)(DoS)檢測(cè)、以及業(yè)務(wù)量工程的重要部分。網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量可以被分入網(wǎng)絡(luò)流中，在按流的基礎(chǔ)上執(zhí)行業(yè)務(wù)量測(cè)量。根據(jù)應(yīng)用的不同，網(wǎng)絡(luò)流的定義也不同。例如，流的特征可能是IP分組首標(biāo)中5元組(例如源/目的地端口/地址)，或者是特定目的地(例如特征為目的地地址前綴的節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò))，或者是源網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于病毒或惡意程序檢測(cè)，流可能也被定義為包含特定惡意程序特征標(biāo)記的分組。對(duì)于流的這種擴(kuò)展定義，檢查分組是否屬于一個(gè)具體流對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源來說是很昂貴的操作。因此，希望避免執(zhí)行對(duì)每個(gè)分組的這個(gè)用于流速率測(cè)量的操作。
一種用于測(cè)量業(yè)務(wù)量的現(xiàn)有技術(shù)方法是采樣到達(dá)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)量(例如在節(jié)點(diǎn)的路由器處)，維持在按流基礎(chǔ)上到達(dá)的業(yè)務(wù)量計(jì)數(shù)，然后基于這個(gè)業(yè)務(wù)量到達(dá)計(jì)數(shù)估計(jì)按流的業(yè)務(wù)量。但是，對(duì)于大量的流，這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)方法需要相當(dāng)多的存儲(chǔ)器和處理資源，以維持按流業(yè)務(wù)量到達(dá)計(jì)數(shù)。在一些情況下，在基干分組網(wǎng)絡(luò)中可能出現(xiàn)多達(dá)0.5-1.0百萬個(gè)流。由于按流業(yè)務(wù)量的測(cè)量在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)量管理、計(jì)費(fèi)、以及網(wǎng)絡(luò)安全中具有很多應(yīng)用，所以應(yīng)該有效地獲得準(zhǔn)確的按流速率信息，而不需為所有經(jīng)過路由器或網(wǎng)絡(luò)鏈路的流維持按流狀態(tài)。
一些特別重要的測(cè)量應(yīng)用是用于DoS、活動(dòng)隊(duì)列管理、以及病毒/惡意程序檢測(cè)。對(duì)于DoS應(yīng)用，向給定目的地的業(yè)務(wù)量流的突然增加可能表示DoS攻擊的開始?？梢允褂霉烙?jì)來確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)出的業(yè)務(wù)量反常，觸發(fā)報(bào)警并啟動(dòng)對(duì)可疑流(業(yè)務(wù)量流)更詳細(xì)的監(jiān)控。對(duì)于活動(dòng)隊(duì)列管理，按流測(cè)量允許網(wǎng)絡(luò)中排隊(duì)公平性。隔離行為失常源的大的流減少它們對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其余流的影響，尤其是對(duì)于開環(huán)用戶數(shù)據(jù)協(xié)議(UDP)源的無約束流或者在往返行程時(shí)間中表現(xiàn)很大非奇偶性的傳輸控制協(xié)議(TCP)。但是，不希望從行為失常的源中識(shí)別和跟蹤相對(duì)很少的流，因?yàn)樗赡苄枰哺櫞罅?幾萬到幾十萬)小的源。
對(duì)于病毒/惡意程序檢測(cè)應(yīng)用，分組有效負(fù)荷可能被視為流，以便檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的病毒/惡意程序。具有相同有效負(fù)荷的多個(gè)分組可能表示病毒/惡意程序在網(wǎng)絡(luò)上擴(kuò)散的開始。共同的負(fù)荷，例如包含流行網(wǎng)址的那些，不應(yīng)該觸發(fā)警報(bào)，而應(yīng)該識(shí)別具有相似但不相同有效負(fù)荷的多態(tài)惡意程序。測(cè)量具有相同或相似有效負(fù)荷的分組允許區(qū)別希望和不希望的分組有效負(fù)荷。
其他應(yīng)用包括跟蹤消耗過多存儲(chǔ)器或處理資源的流(heavyhitter)。識(shí)別和跟蹤這些重?fù)羰值囊粋€(gè)方法采樣具有假定概率密度的流的分組，并且，如果分組所屬于的流還不在存儲(chǔ)器中，那么將流添加到存儲(chǔ)器中。從那點(diǎn)起，計(jì)數(shù)所有到達(dá)節(jié)點(diǎn)并屬于這個(gè)流的分組。由于計(jì)數(shù)每個(gè)分組，所以被采樣的流被保持在散列表中，并且，在每個(gè)分組到達(dá)時(shí)，分組流id被散列到散列表中，以便增加合適的計(jì)數(shù)器。因此，與隨機(jī)采樣相比，在每個(gè)分組到達(dá)時(shí)存在增加的處理，但是該方法相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闇p小了存儲(chǔ)器大小。
但是，用于流估計(jì)的現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)方法仍然需要大的采樣尺寸，具有相應(yīng)的大存儲(chǔ)器要求。另外，這樣的處理可能需要很多處理資源和大量時(shí)間來完成。

發(fā)明內(nèi)容
估計(jì)由鏈路互連的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中按流業(yè)務(wù)量的方法采樣到達(dá)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)量流。基于希望的精確級(jí)別得到采樣間隔。在采樣流中跟蹤每個(gè)流的兩行程(two-run)發(fā)生的數(shù)量。然后使用每個(gè)流的兩行程數(shù)量來產(chǎn)生流的業(yè)務(wù)量估計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，通過以下步驟提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中流的業(yè)務(wù)量的比例(i)基于給定的精確級(jí)別產(chǎn)生采樣間隔；(ii)在采樣間隔期間測(cè)量每個(gè)流的大量行程；以及(iii)基于相應(yīng)的行程數(shù)量產(chǎn)生每個(gè)流的流比例。


根據(jù)以下詳細(xì)的描述、權(quán)利要求書以及附圖，將跟完整地了解本發(fā)明的其他方面、特征以及優(yōu)點(diǎn)，其中圖1表示按流估計(jì)的第一示例性實(shí)施例的流程圖；圖2表示圖1的按流估計(jì)的示例性實(shí)現(xiàn)；圖3表示根據(jù)按流估計(jì)的第二示例性實(shí)施例的分組流處理的流程圖；以及圖4表示根據(jù)第二示例性實(shí)施例的按流估計(jì)的示例性實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
為了幫助理解本發(fā)明，介紹以下定義。本發(fā)明涉及通過測(cè)量網(wǎng)絡(luò)流測(cè)量的業(yè)務(wù)量測(cè)量，該流是基于業(yè)務(wù)量測(cè)量應(yīng)用而預(yù)定義的。流的組F出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)，例如路由器處。每個(gè)分組(也被稱為到達(dá))屬于組F的一個(gè)流f(即f∈F)。到流f∈F的到達(dá)的速率被表示為a(f)，并且到節(jié)點(diǎn)的總到達(dá)速率(單位為分組/秒)被表示為λ，其中λ＝∑f∈Fa(f)。到屬于流f∈F的節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)量的比例表示為p(f)，其中p(f)＝(a(f)/λ)。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，為每一個(gè)f∈F產(chǎn)生對(duì)a(f)的估計(jì)(f)。特別地，由于可能相對(duì)容易測(cè)量λ，所以為每個(gè)f∈F的p(f)確定估計(jì) p(f)的值與到達(dá)的分組屬于流f的概率相關(guān)，并且p(f)在執(zhí)行估計(jì)的時(shí)間段(估計(jì)或采樣周期)上可能相對(duì)固定。到達(dá)的分組屬于給定流f的概率可能取決于所有其他分組到達(dá)概率。甚至如果到給定節(jié)點(diǎn)的到達(dá)是倚賴的(即，如果到達(dá)節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)分組的流id取決于當(dāng)前分組的流id)，那么隨機(jī)采樣到達(dá)的流去除或減輕了這個(gè)依賴性。
對(duì)于任何給定流f∈F，采樣方法確定p(f)的估計(jì) 使得等式(1)成立p^(f)∈(p(f)-β2,p(f)+β2),---(1)]]>并且概率大于α。因此，可能以小于α的概率允許誤差 例如，對(duì)采樣的要求可能如下在采樣周期的結(jié)束點(diǎn)，給定任何流f，在的誤差之內(nèi)并且以大于99.99％的概率α確定p(f)。這個(gè)要求翻譯為β＝0.0001以及α＝0.9999。N(a，b)表示平均值為a、方差為b的正態(tài)分布，而Zα表示單位正態(tài)分布的α百分點(diǎn)。如果α＝99.99％，則Zα＝4.0。
將所有流估計(jì)到希望的精確等級(jí)所需要的時(shí)間量是估計(jì)時(shí)間，也被稱為采樣間隔。對(duì)于這里所描述的實(shí)施例，根據(jù)希望的精確等級(jí)的采樣數(shù)量給出估計(jì)時(shí)間，采樣數(shù)量對(duì)于恒定的分組到達(dá)速率被直接翻譯為時(shí)間量度。
根據(jù)第一示例性實(shí)施例，基于行程的業(yè)務(wù)量估計(jì)器(RATEruns-based trafficc estimator)方法確定每個(gè)流所發(fā)送的業(yè)務(wù)量的比例。RATE方法只采樣節(jié)點(diǎn)處到達(dá)的業(yè)務(wù)量的子集，但是選擇這個(gè)子集，使得更頻繁地采樣發(fā)送業(yè)務(wù)量較大比例的流。利用兩行程采樣使能這樣的選擇采樣。如果兩個(gè)連續(xù)采樣屬于同一流f，則流f∈F被定義為具有兩行程。由于以非常低的概率采樣產(chǎn)生相對(duì)較少分組的流源，所以由兩行程采樣所檢測(cè)到的流源的列表可能相對(duì)很小。因?yàn)檫@個(gè)列表很小，所以RATE的給定實(shí)現(xiàn)可能表示相對(duì)高的存儲(chǔ)器效率。
RATE通過維持以下信息來檢測(cè)和測(cè)量?jī)尚谐獭尚谐?檢測(cè))寄存器(TRR)只保持一個(gè)流標(biāo)識(shí)(流id)，其典型地是最后所接收到的采樣的流id。如果當(dāng)前流的采樣的流id與寄存器的內(nèi)容(值)相同，那么檢測(cè)到兩行程。兩行程計(jì)數(shù)表(以下描述)被更新，并且TRR的值被設(shè)置為零。如果當(dāng)前采樣的流id與TRR的值不同，那么TRR被設(shè)置為當(dāng)前采樣的流id。
兩行程計(jì)數(shù)表(TCT)維持已經(jīng)具有檢測(cè)到的兩行程的每個(gè)流的兩行程數(shù)量的計(jì)數(shù)。當(dāng)為特定流檢測(cè)兩行程時(shí)，并且如果該流已經(jīng)被包括TCT中，那么對(duì)流的兩行程計(jì)數(shù)加1。如果已經(jīng)被檢測(cè)到兩行程的流沒有被包括在TCT中，那么將其流id添加到TCT，并且將其計(jì)數(shù)初始化為1。
盡管這里針對(duì)兩行程計(jì)數(shù)描述了實(shí)施例，但是實(shí)施例并不因此受到限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可能這里的技術(shù)擴(kuò)展到更長的行程，例如N行程計(jì)數(shù)，N是大于2的正整數(shù)(例如3行程)，或者例如不同采樣組中的發(fā)生，例如三個(gè)連續(xù)采樣中的兩個(gè)發(fā)生。因此，如這里所使用的那樣，術(shù)語行程包括所有這樣的變體。
圖1表示按流估計(jì)的RATE方法的第一示例性實(shí)施例的流程圖。RATE方法通過以下方式估計(jì)由于流f的業(yè)務(wù)量的比例。步驟101中，假設(shè)希望的估計(jì)精確度為置信間隔(誤差)參數(shù)β和概率α，RATE方法首先確定采樣數(shù)量TR(上標(biāo)“R”表示這是RATE方法所需要的間隔中采樣數(shù)量)。步驟102中，在這個(gè)采樣間隔期TR間，RATE方法測(cè)量每個(gè)流f∈F的兩行程N(yùn)2(f)的數(shù)量。步驟103中，由N2(f)估計(jì)由于每個(gè)流f的業(yè)務(wù)量的比例。
對(duì)于步驟101和103，以下用于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的例子說明如何產(chǎn)生采樣間隔以及如何由采樣間隔期間的兩行程數(shù)量估計(jì)業(yè)務(wù)量的比例。變量N2(f)是TR個(gè)采樣中流f的兩行程數(shù)量以及函數(shù)g(x)=12(x+4x+x2.]]>于是，等式(2)為真TR[g(N2(f)TR-p(f))]~N
,---(2)]]>并且，因此估計(jì) 如等式(3)p^(f)=12(N2(f)TR+4N2(f)TR+(N2(f)TR)2)---(3)]]>對(duì)于等式(2)和(3)，p(f)的標(biāo)準(zhǔn)差σ(f)(或者，如果使用估計(jì)的比例 則是其估計(jì) 如等式(4)
σ(f)=(1-p(f))(1+p(f))(1+3p(f)+p2(f))(2+p(f))2---(4)]]>估計(jì) 的α百分點(diǎn)置信間隔計(jì)算如下如果Za表示標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N
的α百分點(diǎn)，那么p(f)估計(jì)的α百分點(diǎn)置信間隔由等式(5)給出p^(f)±Zα2σ(f)---(5)]]>如果α百分點(diǎn)置信間隔不應(yīng)該比β寬，那么對(duì)于p(f)的所有值，σ(f)≤0.345。因此，置信間隔不大于等式(6)的量2Zα0.345TR---(6)]]>等式(6)的量被設(shè)定為小于β，并且為TR解不等式，以確定達(dá)到α百分點(diǎn)置信間隔小于β的目標(biāo)的采樣時(shí)間長度。最小采樣時(shí)間TminR由等式(7)給出TminR=4Zα20.345β2=1.38Zα2β2---(7)]]>對(duì)于以下描述，對(duì)于作為流id i的函數(shù)的給定的變量“v”(例如p(i)或a(i))，符號(hào)vi也被使用，并等于v(i)。
圖2表示圖1的方法的示例性實(shí)現(xiàn)的框圖。步驟201中，輸入置信間隔被定義為輸入置信間隔寬度β以及誤差概率α。步驟202中，計(jì)算采樣間隔TR，例如由等式(7)給出，并且T設(shè)為零，其中T是接收到的采樣的總數(shù)的計(jì)數(shù)器。步驟203中，兩行程計(jì)數(shù)表TCT被初始化為空集，并且兩行程寄存器TRR被初始化為零。
步驟204中，為每個(gè)到達(dá)開始疊代過程。步驟204中，檢索當(dāng)前到達(dá)的流id i，并且增加T。步驟205中，測(cè)試確定流id i是否等于TRR的值。如果步驟205的測(cè)試確定流id i等于TRR的值，那么，步驟206中，TRR被置零。
步驟207中，測(cè)試確定i是否是TCT的單元(即，流id i當(dāng)前是否是兩行程計(jì)數(shù)表TCT中的條目)。如果步驟207的測(cè)試確定流id i不是TCT的單元，那么，在步驟208中，將流id i添加到TCT。如果步驟207的測(cè)試確定流id i是TCT的單元，那么方法前進(jìn)到步驟209。步驟209中，對(duì)流id i的TCT中計(jì)數(shù)值加1。方法從步驟209前進(jìn)到步驟211。
如果步驟205的測(cè)試確定流id i不等于TRR的值，那么在步驟210中，TRR的值被設(shè)定為當(dāng)前流id i。方法從步驟210前進(jìn)到步驟211。步驟211中，方法測(cè)試是否已經(jīng)達(dá)到采樣間隔TR。如果步驟211的測(cè)試確定還沒有達(dá)到采樣間隔TR，那么方法返回到步驟204，用于下一個(gè)到達(dá)。
如果步驟211的測(cè)試確定已經(jīng)達(dá)到采樣間隔TR，那么在步驟212中，為每個(gè)i，方法計(jì)算到節(jié)點(diǎn)的流id i的業(yè)務(wù)量的比例pi的估計(jì) 對(duì)于示例性正態(tài)分布，在步驟212中，方法根據(jù)等式(3)計(jì)算估計(jì) 在步驟213中，對(duì)于每個(gè)i，方法計(jì)算到節(jié)點(diǎn)的流idi的業(yè)務(wù)量標(biāo)準(zhǔn)差σi的估計(jì) 對(duì)于示例性正態(tài)分布，在步驟213中，方法根據(jù)等式(4)計(jì)算估計(jì) 在步驟214中，對(duì)于每個(gè)i，方法為流idi計(jì)算置信間隔。對(duì)于示例性正態(tài)分布，在步驟214中，方法根據(jù)等式(5)計(jì)算流id i的置信間隔。
根據(jù)第二示例性實(shí)施例，按流業(yè)務(wù)量估計(jì)方法，也被稱為加速RATE(ACCEL-RATE)均勻地將到來的流散列到k個(gè)子流或存儲(chǔ)段(bucket)中，并且維持分配給每個(gè)存儲(chǔ)段的每個(gè)流id的兩行程計(jì)數(shù)。這樣的ACCEL-RATE方法可能通過根據(jù)例如仿真或?qū)嶒?yàn)適當(dāng)選擇k值來減少RATE方法的估計(jì)時(shí)間。圖3表示根據(jù)ACCEL-RATE方法的分組流處理的框圖。
如圖3所示，用于ACCEL-RATE方法的分組流處理包括散列模塊301，其對(duì)到來的業(yè)務(wù)量流施加散列函數(shù)。對(duì)到來的業(yè)務(wù)量流施加散列函數(shù)，通過為子流分配流id，將業(yè)務(wù)量分為k個(gè)子流，302(1)到302(k)。子流302(1)到302(k)的每一個(gè)具有相應(yīng)的兩行程寄存器TRR 303(j)，1≤j≤k，其以與以上為RATE方法描述的相似的方式工作。兩行程計(jì)數(shù)表(TCT)304維持每個(gè)流id的檢測(cè)到的兩行程事件的計(jì)數(shù)。
將到來的業(yè)務(wù)量流分割提供了以下優(yōu)點(diǎn)。與子流相關(guān)的每個(gè)流構(gòu)成總子流業(yè)務(wù)量的較大片段，并且，因此獲得兩行程的概率比RATE方法的原始未分割的到來的業(yè)務(wù)量流中更高。
首先散列到來的流的流id(或病毒/惡意程序檢測(cè)的可能有效負(fù)荷)。組F是可能的流的組，分組具有流idf，其中f∈F，并且h(f)表示將流id“f”映射到組{1，2，...，k}中的散列函數(shù)(即，散列函數(shù)h(f)發(fā)送具有流idf的分組到子流(h(f)))。由TA給出達(dá)到希望的精確級(jí)別的、采樣周期上分組數(shù)量，其中上標(biāo)“A”表示ACCEL-RATE方法。在這個(gè)采樣間隔TA期間，散列函數(shù)為子流j分配T[j]個(gè)分組。因此，∑j=1kT[j]=TA.]]>穿過子流j的總業(yè)務(wù)量與業(yè)務(wù)量總量的比r[j]由等式(8)給出r[j]=T[j]TA---(8)]]>變量φ(f)表示屬于流f的子流(h(f))中業(yè)務(wù)量的片段。因此，到達(dá)節(jié)點(diǎn)的流f的業(yè)務(wù)量的比例p(f)由等式(9)給出p(f)=φ(f)T[h(f)]TA=φ(f)r[h(f)]---(9)]]>以與以上為RATE方法描述的相似的方式，所導(dǎo)出和估計(jì)的比例、所導(dǎo)出和估計(jì)的用于比例的方差、以及所估計(jì)的流f的業(yè)務(wù)量的比例的置信間隔如下。利用關(guān)系g(x)=12(x+4x+x2)]]>以及N2(f)是T[h(f)]分組中流f的兩行程數(shù)量，于是等式(10)為真r[h(f)][g(N2(f)T[h(f)])-φ(f)]~N
---(10)]]>并且，由此，在等式(11)中給出估計(jì) p^(f)=r[h(f)]2(N2(f)T[h(f)]+4N2(f)T[h(f)]+(N2(f)T[h(f)])2)---(11)]]>對(duì)于等式(9)和(10)，在等式(12)中給出p(f)的方差δ(f)δ(f)=r2[h(f)](1-φ(f))(1+φ(f))(1+3φ(f)+φ2(f)T[h(f)](2+φ(f))2---(12)]]>
如果使用估計(jì)的比例 則在等式(13)中給出了估計(jì)的方差 δ^(f)=r[h(f)](1-p^(f))(1+p^(f))(1+3p^(f))+p^2(f)T[h(f)](2+p^(f))2---(13)]]>點(diǎn)估計(jì)的α百分點(diǎn)置信間隔計(jì)算如下如果Zα表示標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N
的α百分點(diǎn)，則等式(14)中給出了p(f)估計(jì)的α百分點(diǎn)置信間隔p^(f)±Zα2δ(f)---(14)]]>與RATE不同，動(dòng)態(tài)地確定ACCEL-RATE方法的估計(jì)時(shí)間(作為采樣間隔、采樣大小、以及采樣周期)。對(duì)于由等式(14)的α百分點(diǎn)置信間隔給出的示例性正態(tài)分布，如果α百分點(diǎn)置信間隔不應(yīng)該大于β，則Zαδ(f)≤β2,]]>并且意味著等式(15)TA≥1.38Zα2β2r[h(f)]---(15)]]>其對(duì)于與被散列到哪個(gè)子流無關(guān)的任何流f為真。如等式(16)定義rmax，rmax＝max1≤j≤kr[h(f)＝j(luò)]，j＝1，2，...，k(16)則等式(15)可以變形為等式(17)TA=1.38Zα2β2rmax---(17)]]>如果散列函數(shù)是均勻的，那么rmax＝(1/k)，并且等式(17)可以變形為等式(18)TA=1.38Zα2kβ2---(18)]]>其中TRk≤TA≤TR.]]>因此，保持α和β的最小采樣間隔TR得到TA＝TRrmax。由于采樣間隔取決于rmax，所以由ACCEL-RATE方法動(dòng)態(tài)地跟蹤rmax。但是，可選實(shí)施例可以跟蹤接收表示為Tmxax的最多業(yè)務(wù)量的子流，其中rmax＝(Tmax/T)，并且T是處理的分組總量。ACCEL-RATE方法跟蹤被散列到第j個(gè)子流的分組數(shù)量T[j]，1≤j≤k。ACCEL-RATE方法將這個(gè)變量Tmax初始化為0，每次分組被散列到第i個(gè)子流時(shí)增加T[j]，比較T[j]與Tmax，并且，如果T[j]大于Tmax，則增加Tmax。于是，計(jì)算出量TRrmax=TRTmaxT,]]>并且如果T大于這個(gè)量，則采樣間隔完成。
圖4表示根據(jù)ACCEL-RATE方法的按流估計(jì)的示例性實(shí)施方式。步驟401中，兩行程計(jì)數(shù)表TCT的條目以及兩行程寄存器TRR[j]，1≤j≤k，被設(shè)置為空。用于i)到子流j的到達(dá)數(shù)量T[j]、ii)處理的分組總量T、以及iii)發(fā)送到任何單一子流的分組的最大數(shù)量Tmax被初始化為0。
步驟402中，檢查當(dāng)前到達(dá)的流id f，并且對(duì)T加1。步驟403中，對(duì)f應(yīng)用散列函數(shù)，以得到子流數(shù)量h(f)。步驟404中，對(duì)值T[h(f)]加1。步驟405中，測(cè)試確定T[h(f)]是否大于Tmax。如果步驟405的測(cè)試確定T[h(f)]大于Tmax，則在步驟406中，對(duì)Tmax加1，并且方法前進(jìn)到步驟407。如果步驟405的測(cè)試確定T[h(f)]不大于Tmax，則方法直接前進(jìn)到步驟407。
步驟407中，測(cè)試比較當(dāng)前分組的流idf與存儲(chǔ)在TRR[h(f)]中的值。如果步驟407的測(cè)試確定當(dāng)前分組的流idf等于存儲(chǔ)在TRR[h(f)]中的值，那么在步驟408中，TRR[h(f)]被設(shè)置為空。在步驟409中，測(cè)試確定流idf是否是TCC的單元。如果步驟409的測(cè)試確定流idf不是TCT的單元，那么在步驟410中，流idf被添加到TCT，并且初始化相應(yīng)的計(jì)數(shù)器(N2(f))。步驟411中，增加相應(yīng)的計(jì)數(shù)器(N2(f))。如果步驟409的測(cè)試確定流idf是TCT的單元，則在步驟411中，對(duì)TCT中相應(yīng)的計(jì)數(shù)器(N2(f))加1。方法從步驟411前進(jìn)到步驟413。
如果步驟407的測(cè)試確定當(dāng)前分組的流idf不等于TRR[h(f)]中的值，則在步驟412中，TRR[h(f)]被設(shè)置為流idf。方法從步驟412前進(jìn)到步驟413。
步驟413中，計(jì)算量 步驟414中，測(cè)試確定T是否小于 如果步驟414的測(cè)試確定T小于 那么方法返回到步驟402，用于下一個(gè)分組到達(dá)。如果步驟414的測(cè)試確定T不小于 則方法終止采樣。
步驟415中，方法為每個(gè)子流計(jì)算r[h(f)]＝T[h(f)]/T。步驟416中，方法為每個(gè)流f計(jì)算流f業(yè)務(wù)量的估計(jì)比例 的估計(jì)的方差 以及用于估計(jì)的置信間隔。對(duì)于一些實(shí)施例，方法可以在步驟416使用等式(11)、(13)、以及(14)的關(guān)系。
根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的按流業(yè)務(wù)量估計(jì)可以提供以下優(yōu)點(diǎn)。在節(jié)點(diǎn)處估計(jì)流業(yè)務(wù)量的比例允許相對(duì)快的估計(jì)時(shí)間，而沒有相對(duì)大的存儲(chǔ)器要求。另外，可以跟蹤業(yè)務(wù)量中快速瞬態(tài)增加，允許增強(qiáng)的病毒/惡意程序檢測(cè)或排隊(duì)公平性的業(yè)務(wù)量工程干涉以及隔離行為失常的流。
本發(fā)明可以在處理器中，例如網(wǎng)絡(luò)控制器、陸游器、或計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)，并且處理器可以耦合到網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，以接收這里所描述的方法所使用的網(wǎng)絡(luò)信息。另外，本發(fā)明可以用于有線、無線、光學(xué)、或非光學(xué)網(wǎng)絡(luò)，并且可以用于同步或異步網(wǎng)絡(luò)。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所明白的那樣，按流業(yè)務(wù)量估計(jì)的不同功能可以用電路單元，或者也可以在數(shù)字域中作為軟件程序中的處理步驟被實(shí)現(xiàn)。這樣的軟件可以被用在例如數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器、或通用計(jì)算機(jī)中。因此，按流業(yè)務(wù)量估計(jì)器的不同功能可以作為處理器的不同模塊、用以任意多現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)的每個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明可以以方法和實(shí)現(xiàn)那些方法的裝置的形式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明也可以以在有形介質(zhì)，例如軟盤、CD-ROM、硬盤驅(qū)動(dòng)器、或任何其他機(jī)器可度存儲(chǔ)介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)的程序代碼的形式實(shí)現(xiàn)，其中當(dāng)程序代碼被加載到機(jī)器，例如計(jì)算機(jī)中并由機(jī)器執(zhí)行時(shí)，機(jī)器成為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置。本發(fā)明也可以以例如存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中、裝載到機(jī)器中并/或由機(jī)器執(zhí)行、或在某種傳輸介質(zhì)上，例如在電線或電纜上、通過光纖、或經(jīng)由電磁輻射傳輸程序代碼的形式實(shí)現(xiàn)，其中當(dāng)程序被加載到機(jī)器，例如計(jì)算機(jī)中并由機(jī)器執(zhí)行時(shí)，機(jī)器成為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置。當(dāng)在通用處理器上實(shí)現(xiàn)時(shí)，程序代碼段與處理器結(jié)合，以提供與特定邏輯電路類似工作的獨(dú)特設(shè)備。
將進(jìn)一步理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)為了解釋本發(fā)明的本質(zhì)而描述和說明的細(xì)節(jié)、材料、以及部件組織進(jìn)行多種改變，而不會(huì)背離權(quán)利要求書所表達(dá)的本發(fā)明的原理和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中生成流的業(yè)務(wù)量的比例的方法，所述方法包括以下步驟(a)基于給定的精確等級(jí)生成采樣間隔；(b)在所述采樣間隔期間測(cè)量每個(gè)流的多個(gè)行程；以及(c)基于相應(yīng)的行程數(shù)量產(chǎn)生每個(gè)流的流比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟產(chǎn)生每個(gè)流比例的方差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中產(chǎn)生每個(gè)流f的每個(gè)比例p(f)的方差σ(f)的步驟具體如下σ(f)=(1-p(f))(1+p(f))(1+3p(f))+p2(f)(2+p(f))2.]]>
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟產(chǎn)生每個(gè)流的置信間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟(c)產(chǎn)生每個(gè)流f的每個(gè)比例p(f)如下p(f)=12(N2(f)TR+4N2(f)TR+(N2(f)TR)2)]]>，其中TR是采樣間隔，而N2(f)是流f的行程數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中對(duì)于步驟(b)，行程數(shù)量是多個(gè)N行程，其中N是大于1的正整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中N是2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)控制器的處理器中實(shí)現(xiàn)本方法。
9.一種具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的互連節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，包括處理器，用于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中產(chǎn)生流的業(yè)務(wù)量的比例，所述處理器包括第一處理模塊，用于基于給定精確等級(jí)產(chǎn)生采樣間隔；第二處理模塊，用于在所述采樣間隔期間測(cè)量每個(gè)流的行程；以及第三處理模塊，用于基于相應(yīng)的行程數(shù)量，產(chǎn)生每個(gè)流的流比例。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，具有存儲(chǔ)在其上的多個(gè)指令，所述多個(gè)指令包括在由處理器執(zhí)行時(shí)使所述處理器實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中產(chǎn)生流的業(yè)務(wù)量的比例的方法，所述方法包括以下步驟(a)基于給定的精確等級(jí)產(chǎn)生采樣間隔；(b)在所述采樣間隔期間測(cè)量每個(gè)流的多個(gè)行程；以及(c)基于對(duì)應(yīng)的行程數(shù)量產(chǎn)生每個(gè)流的流比例。
全文摘要
估計(jì)由鏈路互連的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中按流業(yè)務(wù)量的方法采樣到達(dá)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)量流?；谙Ｍ木_等級(jí)導(dǎo)出采樣間隔。在采樣流中跟蹤每個(gè)流的兩行程發(fā)生數(shù)量。然后，兩行程按流數(shù)量被用于產(chǎn)生對(duì)流業(yè)務(wù)量的估計(jì)。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1744532SQ20051007603
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者穆拉利達(dá)哈恩·桑帕斯·科迪阿拉姆, 蒂魯內(nèi)爾·V·拉克什曼 申請(qǐng)人:朗迅科技公司