[发明专利]一种自适应的突发流量检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应的突发流量检测装置及其检测方法，属于计算机网络的技术领域。

背景技术

随着计算机网络的发展，网络带宽和设备的传输速度也越来越高。因此，网络传输速度变得越来越快，这样就显得负载均衡技术越发显示出其重要性。一般来说，负载均衡技术可以使得网络运转良好。但是，当传输失败的事件发生时，网络很可能会变得拥塞，甚至影响整个网络的正常工作。所谓突发事件，是指在某个维度上(包括时间、空间等)聚集了大量的事件。突发流量总是伴随着系统或网络存在着潜在的问题。所以突发流量检测方法作为保证网络正常工作的方法之一，显得尤为重要。

目前，突发流量检测方法大多是基于变长窗口数据聚合等自适应技术。这类方法可以较好地处理突发流量检测问题，但是，其大都使用固定的阈值，使得方法本身不具有普遍性。于是产生了基于自适应阈值的自适应突发流量检测方法。

下面介绍两种现有技术的自适应突发流量检测方法：

第一种是基于迁移小波变换树的突发流量检测：文献《Efficient Elastic Burst Detection in Data Streams》(刊于SIGKDD 2003，Washington，D.C，USA(2003)，pp.336–345)提出了用迁移小波变换树来检测突发流量的方法。该方法基于滑动窗口的聚集检测方法，对原有的成型的小波树结构进行改进，加入了与小波树结构相同的冗余部分。该方法利用这种迁移小波变换树来索引不同窗口长度的数据聚集结果。当数据流中产生了一次数据聚集，并超过了预先设定的该层的最小阈值，则需要检测迁移小波变换树的对应的下层窗口直到找到发生的位置，以此判断突发流量是否产生。

第一种方法虽然解决了小波变换树仅有最顶层包含所有信息，然而不便于检测任意子序列的问题进行改进，得到了迁移小波变换树。但是，由于该方案基于经验数据，适合于网络参数恒定的网络。当网络环境急剧变化或者网络负载变化极大时，该方法不再简便高效。

第二种是基于历史情况的突发流量检测：文献《Research on Auto-adaptive Traffic-aware Abnormal Detection Method》(刊于IEEC 2009，Ternopil，Ukraine，pp.445-449)提出了通过聚集函数对突发流量进行检测的方法。通过变长窗口数据聚合的形式，累积一定时间长度的初始数据，填充到根据初始数据时间长度决定的窗口中，作为突发检测的基础状态。当有新数据到来时，利用新到达的数据更新原有窗口中的数据并使窗口长度保持不变。此时，根据聚集的窗口数据对突发状态进行检测。在检测中，用到的阈值参数等，通过实验和经验得到。

第二种方法与本发明申请的突发流量检测部分较为接近，在窗口中累积了设定时间长度的数据后，通过新来的数据更新窗口并检测突发。但是，其在检测过程中使用的阈值等参数，决定于根据实际测试的网络环境中得到的数据流量，不能自适应改变；且在使用之前，需要事先设置一个固定的阈值，所以不能灵活地适应于网络参数变动剧烈的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种自适应的突发流量装置及其检测方法，本发明很好地解决了上述现有技术的两种缺陷：第一种方案基于经验数据而只适宜网络参数恒定的网络，但若网络环境急剧变化或负载变化极大时，该技术就暴露其较大缺陷：检测数值很不准确。第二种方案的检测阈值等参数也不能自适应改变，且在使用之前就要事先设置固定阈值，不能灵活地适应于网络参数变动剧烈的情况。而且，本发明装置的结构简单、实用。检测方法简便和计算工作量少、能够实时对网络变化作出快速反应和容易实现。总之，本发明能实现下述发明目的：

(A)无需设定网络参数，免配置：本发明是根据网络状况自动累积网络数据，并使用对累积的速率数据进行检测处理，再将检测结果作为判断网络是否存在突发流量的依据。

(B)本发明能够工作于在负载变化大、网络参数变化剧烈的网络环境中，快速、高效地检测突发流量。还可以根据网络状况自动设置检测阈值，且在网络参数变化剧烈时，也可根据当前网络状况的变化，对检测阈值进行自适应地调整，实现高效的突发流量检测。

为了达到上述目的，本发明提供了一种自适应的突发流量检测装置，其特征在于：该装置设有顺序连接的三个模块：数据收集模块、数据处理与存储模块和流量检测模块，其中：