[发明专利]一种基于MapReduce的网络流量本体构建方法

权利要求书

1.一种基于MapReduce的网络流量本体构建方法，主要包括如下步骤：

Ⅰ、设计网络流量本体结构

本步骤网络流量本体结构包括如下内容：

根据互联网网络流量采集环境和网络流量信息资源设计网络流量本体结构，所述网络流量本体结构为多层结构，首层包括互联网中流量采集节点信息和流量信息；所述流量采集节点的下一层记录流量采集节点的相关信息，包括流量采集节点的网络软硬件设备信息、流量采集节点的流量采集工具及流量采集节点的配置参数；所述流量采集工具的下一层记录各流量采集节点的各种流量采集工具名称以及流量采集信息格式；所述流量信息的下一层记录互联网上网络流量的相关信息，包括网络流量实例集合、流量统计特征集合、流量所属应用类型及协议；所述流量所属应用类型的下一层描述各种应用类型；

采用网络流量本体结构对网络流量信息资源进行分层描述，并建立资源描述的层次关系；

Ⅱ、利用MapReduce并行计算框架构建网络流量本体

所述步骤Ⅱ具体包括如下子步骤：

Ⅱ-1、通过MapReduce的映射函数捕获网络流量数据包并计算网络流量统计特征值；

Ⅱ-2、通过MapReduce的规约函数生成网络流量本体；

通过MapReduce的规约函数根据步骤I设计的网络流量本体结构，新建网络流量本体模型，并添加网络流量本体基本概念、网络流量实例、网络流量本体基本概念与网络流量实例之间的关系以及网络流量实例与网络流量统计特征值之间的关系，将添加各元素后的网络流量本体模型用网络本体语言OWL描述成文件形式的网络流量本体，最终保存至Hadoop分布式文件系统中。

2.根据权利要求1所述的基于MapReduce的网络流量本体构建方法，其特征在于：

所述子步骤Ⅱ-1具体包括如下次子步骤：

Ⅱ-1-1、根据每个网络流量采集节点启动对应的映射函数，以<网络标识符，网络IP地址>为键值对作为每个映射函数的输入；

Ⅱ-1-2、映射函数根据网络IP地址控制网络流量采集节点，收集节点相关信息，调用网络流量采集工具捕获网络流量数据包,然后将采集到的网络流量信息传入中间结果；

Ⅱ-1-3、中间结果根据网络流量数据包的五元组，即源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口和传输层协议，确定每条网络流量，根据构成每条网络流量的网络数据包包头信息计算每条网络流量的统计特征值，并赋予每条网络流量标识符；

Ⅱ-1-4、完成网络流量统计特征值的计算之后，中间结果以<网络流量标识符，网络流量信息>为键值对，将各条网络流量的信息送入规约函数。

3.根据权利要求1所述的基于MapReduce的网络流量本体构建方法，其特征在于：

所述子步骤Ⅱ-2具体包括如下次子步骤：

Ⅱ-2-1、在规约函数中新建网络流量本体模型；

Ⅱ-2-2、规约函数解析由中间结果传入的、以<网络流量标识符，网络流量信息>为键值对的网络流量信息资源，抽取其中需要进行本体描述的资源，对应到步骤I设计的网络流量本体结构中的相应位置；

Ⅱ-2-3、规约函数根据步骤I设计的网络流量本体结构，建立网络流量本体基本概念，包括各流量采集节点信息、流量信息、流量采集节点的网络软硬件设备信息、流量采集节点的流量采集工具及流量采集节点的配置参数、网络流量实例集合、流量统计特征集合、流量所属应用类型及协议；

Ⅱ-2-4、规约函数根据步骤I设计的网络流量本体结构、建立网络流量本体基本概念与网络流量实例之间、网络流量实例与网络流量统计特征值之间的关系，包括“拥有”和“属于”，二者是互逆关系；网络流量本体基本概念“拥有”网络流量实例，网络流量实例“属于”网络流量本体基本概念；网络流量实例“拥有”网络流量统计特征值，网络流量统计特征值“属于”网络流量实例；

Ⅱ-2-5、规约函数根据次子步骤Ⅱ-2-2中抽取的网络流量信息资源创建网络流量实例，每个网络流量实例对应于一条具体的网络流量，为次子步骤Ⅱ-2-1新建的网络流量本体模型添加网络流量实例、网络流量实例与网络流量本体基本概念之间的关系，并为网络流量实例添加网络流量的统计特征值、网络流量实例与网络流量统计特征值之间的关系；

Ⅱ-2-6、规约函数将经过次子步骤Ⅱ-2-5添加各元素后的网络流量本体模型用网络本体语言OWL描述成文件形式的网络流量本体，并保存到Hadoop分布式文件系统中。