[发明专利]一种阈值自适应修正的网络流量监控系统及方法

权利要求书

1.一种阈值自适应修正的网络流量监控系统，其特征在于，包括流量采集模块、自适应阀值修正模块、流量监测模块和报警显示模块；其中，流量采集模块从交换机获取流量信息数据，传送至自适应阀值修正模块和流量监测模块；自适应阀值修正模块接收流量采集模块传来的流量信息数据，对阈值参数初始值进行确认或对阈值参数进行更新，并将更新后的阈值参数传送给流量监测模块；流量监测模块比较当前的流量和历史流量情况，判断网络是否发生累积流量突变，判断完成后将当前流量作为历史流量保存为流量历史数据，并将判断结果传送至报警显示模块；报警显示模块根据流量监测模块传输的计算结果，通过人机交互界面进行显示，如发生累积流量突变则进行报警提示，没有发生则提示正常；

流量监测模块保存流量历史数据通过以下方式实现：对流量数据流x₁,x₂,...,x_n中的元素i，1≤i≤n，求前缀和，记为F(i)，即设s_i＝F(i)，计算得到前缀和数据流s₁,s₂,...,s_n，记为第一组聚集历史数据；然后，将数据流s₁,s₂,...,s_n保存于长度为n的滑动窗口中；限定数据流的长度为n，即滑动窗口的大小不变，当新数据到来时，依次附加到已有的s₁,s₂,...,s_n上，可得到新数据流s₁+x_n+1，s₂+x_n+1,...,s_n+x_n+1；保证窗口的大小不变，将x_n+1作为第一个数据，同时将数据s_n+x_n+1剔除，得到n位长的数据流x_n+1,s₁+x_n+1,...,s_n-1+x_n+1，记为s′₁,s′₂,...,s′_n，同理，当加入x_n+2的时候得到数据流x_n+2,x_n+1+x_n+2,s₁+x_n+1+x_n+2,...,s_n-2+x_n+1+x_n+2，记为s″₁,s″₂,...,s″_n；依次类推，通过该方式依次更新聚集历史数据；

对阈值参数初始值进行确认或对阈值参数进行更新，通过以下方式完成：设阈值参数为β，则其初始值为式中，变化率C_r(j)＝(F(2j)-F(j))/F(j),F(j)为前缀和，C_rm为平均变化率；其更新值为式中，C'r(j)为更新值的变化率，在第一次更新时β为初始值，在下一次更新时β取上一轮公式得出的β_new值，α为加权参数，其根据窗口长度n的大小不同取0.5-0.99之间的某一定值，当窗口长度为1时，取α为0.5。

2.如权利要求1所述的一种阈值自适应修正的网络流量监控系统，其特征在于判断网络是否发生累积流量突变，通过突变检测遍历算法完成，具体实现过程为：

步骤1，对于长度为n的滑动窗口，该算法提前收集数据n个，即滑动窗口数据填满后，转入步骤2，开始运行算法进行突变检测；

步骤2，该算法遍历i从1到n/2，判定s_2i≥(β+1)(s_2i-s_i)，β＞1，是否成立，如成立，输出告警，表明有突变产生；否则，不提示，继续运行算法直至遍历完成；完成后，如数据流新元素未到达，则继续等待，否则转入步骤3，式中，s_2i为F(2i)，s_i为F(i)；

步骤3，当数据流中新元素到达时，根据聚集历史数据存储方法更新数据后，重新运行该算法来进行突变检测。