CN112235160B - 一种基于协议数据深层检测的流量识别方法 - Google Patents

一种基于协议数据深层检测的流量识别方法 Download PDF

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Abstract

一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，包括以下具体步骤：S1、获取网络流量，并得到网络流量数据包；S2、将网络流量数据包信息格式和内容与协议数据库中协议数据的格式特征、内容特征进行比对分析，同时利用数据库访问协议对获取到网络流量数据中的应用层数据包进行解析，生成相应的连接跟踪表以依次获取网络流量数据包中各个具有载荷特征的包；S3、将网络层数据解析后的网络流量数据包复制到协议数据分析模块中；S4、协议数据分析模块对各个应用程序产生的网络流量对应的识别标识。本发明能够根据网络流量识别结果对识别出的网络流量做出不同处理，有效增加了业务灵活性，大大提高网络流量识别的准确性。

Description

一种基于协议数据深层检测的流量识别方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于协议数据深层检测的流量识别方法。
背景技术
随着信息技术特别是互联网技术的快速发展，网络应用的数量也在快速的增长。网络应用的发展给人们的生活带来了极大的方便，但是网络应用的复杂性和多样性也给网络应用管理、流量控制等带来巨大的挑战。为了有效的应对网络应用快速发展所带来的挑战，实时、准确的网络应用识别研究成为当前网络管理研究领域的重要研究问题之一；在网络管理方面，也迫切需要对网络即时通信工具的网络性能进行优化，以提高互联网用户的体验。因此，研究如何高效快速对网络流量进行识别，具有很强的学术意义和实用价值，是学术界和工业界的研究热点；为此，本申请中提出一种基于协议数据深层检测的流量识别方法。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，本发明能够根据网络流量识别结果对识别出的网络流量做出不同处理，有效增加了业务灵活性，大大提高网络流量识别的准确性。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，包括以下具体步骤：
S1、获取网络流量，并得到网络流量数据包；
S2、将网络流量数据包信息格式和内容与协议数据库中协议数据的格式特征、内容特征进行比对分析，找到信息格式和内容特征一致的协议特征，并通过协议特征确定数据库访问协议，同时利用数据库访问协议对获取到网络流量数据中的应用层数据包进行解析，生成相应的连接跟踪表以依次获取网络流量数据包中第一包的载荷特征、第二包的载荷特征......第n包的载荷特征，其中，n≥1；
S3、将网络层数据解析后的网络流量数据包复制到协议数据分析模块中；
S4、协议数据分析模块对用户终端内各个应用程序产生的网络流量对应的特征值以及预先定义的各个应用程序产生的网络流量对应的识别标识：
对网络流量数据包中的第一包的载荷特征进行识别，若第一包的载荷特征识别成功，则将网络流量数据包对应的特征标识记录在网络流量数据包对应的第一包的载荷特征内,随后退出；
若第一包的载荷特征识别不成功，则对网络流量数据包中的第二包的载荷特征进行识别，则将网络流量数据包对应的特征标识记录在网络流量数据包对应的第二包的载荷特征内,随后退出；
以此类推，若第n-1包的载荷特征识别不成功，则对网络流量数据包中的第n包的载荷特征进行识别，则将网络流量数据包对应的特征标识记录在网络流量数据包对应的第n包的载荷特征内,随后退出。
优选的，S4中若第n包的载荷特征识别不成功，则将网络流量数据包记录在异常流量数据队列中。
优选的，S1中在获取网络流量后，还对网络流量进行异常检查和报文重组。
优选的，对网络流量进行异常检查和报文重组方法为：检测采集的网络流量中数据包分片的片偏移和数据单元大小信息，判断接收到的该数据包是否存在异常，如存在异常则将网络流量记录在异常流量数据队列中。
优选的，S4中协议数据分析模块对各个应用程序产生的网络流量对应的识别标识进行识别的方法包括以下步骤：
S41、协议数据分析模块提取网络流量数据包的特征值和连接跟踪表；
S42、协议数据分析模块调用识别引擎根据特征值于预先设置的识别特征匹配库中进行检索。
优选的，识别特征匹配库进行更新的过程，具体包括：
S61、实时检测软件定义网络中的各个应用程序的更新信息，并将检测到的更新信息下发至协议数据分析模块；
S62、协议数据分析模块根据更新信息对识别特征匹配库进行更新。
优选的，识别特征匹配库采用粗匹配的匹配方式或高精度的匹配方式。
优选的，基于协议数据深层检测的流量识别系统包括
获取模块，用于获取网络流量，并得到网络流量数据包；
对比分析模块，用于将网络流量数据包信息格式和内容与协议数据库中协议数据的格式特征、内容特征进行比对分析，找到信息格式和内容特征一致的协议特征，并通过协议特征确定数据库访问协议，同时利用数据库访问协议对获取到网络流量数据中的应用层数据包进行解析；
协议数据分析模块，用于依次对网络流量数据包中各包的载荷特征进行识别。
优选的，基于协议数据深层检测的流量识别系统还包括：
异常流量数据存储模块，用于对异常网络数据以及未识别的网络流量数据包进行存储。
优选的，基于协议数据深层检测的流量识别系统还包括：
异常检查和报文重组模块，用于检测采集的网络流量中数据包分片的片偏移和数据单元大小信息，判断接收到的该数据包是否存在异常。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明中，能对获得的网络流量进行高效快速准确的识别，通过对网络流量进行应用识别，并将识别出的网络流量打上识别标记，实现网络流量识别的同时能够根据识别结果对识别出的网络流量做出不同处理，有效增加了业务灵活性，大大提高网络流量识别的准确性；另外，基于协议数据深层检测的流量识别系统可以集成在网络交换机上完成对网络数据的识别，大大降低设备软件应用系统的网络压力，降低系统的网络负担，有利于提高系统的使用性能。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法的流程图。
图2为本发明提出的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法中基于协议数据深层检测的流量识别系统的原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-2所示，本发明提出的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，包括以下具体步骤：
S1、获取网络流量，并得到网络流量数据包；
S2、将网络流量数据包信息格式和内容与协议数据库中协议数据的格式特征、内容特征进行比对分析，找到信息格式和内容特征一致的协议特征，并通过协议特征确定数据库访问协议，同时利用数据库访问协议对获取到网络流量数据中的应用层数据包进行解析，生成相应的连接跟踪表以依次获取网络流量数据包中第一包的载荷特征、第二包的载荷特征......第n包的载荷特征，其中，n≥1；
S3、将网络层数据解析后的网络流量数据包复制到协议数据分析模块中；
S4、协议数据分析模块对用户终端内各个应用程序产生的网络流量对应的特征值以及预先定义的各个应用程序产生的网络流量对应的识别标识：
对网络流量数据包中的第一包的载荷特征进行识别，若第一包的载荷特征识别成功，则将网络流量数据包对应的特征标识记录在网络流量数据包对应的第一包的载荷特征内,随后退出；
若第一包的载荷特征识别不成功，则对网络流量数据包中的第二包的载荷特征进行识别，则将网络流量数据包对应的特征标识记录在网络流量数据包对应的第二包的载荷特征内,随后退出；
以此类推，若第n-1包的载荷特征识别不成功，则对网络流量数据包中的第n包的载荷特征进行识别，则将网络流量数据包对应的特征标识记录在网络流量数据包对应的第n包的载荷特征内,随后退出。
本发明中，能对获得的网络流量进行高效快速准确的识别，通过对网络流量进行应用识别，并将识别出的网络流量打上识别标记，实现网络流量识别的同时能够根据识别结果对识别出的网络流量做出不同处理，有效增加了业务灵活性，大大提高网络流量识别的准确性。
在一个可选的实施例中，S4中若第n包的载荷特征识别不成功，则将网络流量数据包记录在异常流量数据队列中，通过系统中预设的报警处理模块对异常流量数据队列中的数据进行后续处理。
在一个可选的实施例中，S1中在获取网络流量后，还对网络流量进行异常检查和报文重组。
在一个可选的实施例中，对网络流量进行异常检查和报文重组方法为：检测采集的网络流量中数据包分片的片偏移和数据单元大小信息，判断接收到的该数据包是否存在异常，如存在异常则将网络流量记录在异常流量数据队列中。
在一个可选的实施例中，S4中协议数据分析模块对各个应用程序产生的网络流量对应的识别标识进行识别的方法包括以下步骤：
S41、协议数据分析模块提取网络流量数据包的特征值和连接跟踪表；其中，特征值为五元组；
S42、协议数据分析模块调用识别引擎根据特征值于预先设置的识别特征匹配库中进行检索；
协议数据分析模块接收到待识别的数据流量后，通过区分数据流量的特征值，即数据流量的五元组对应用流量进行识别。
在一个可选的实施例中，识别特征匹配库进行更新的过程，具体包括：
S61、实时检测软件定义网络中的各个应用程序的更新信息，并将检测到的更新信息下发至协议数据分析模块；
S62、协议数据分析模块根据更新信息对识别特征匹配库进行更新；
通过实时检测软件定义网络中的各个应用程序的更新信息，及时对识别特征匹配库进行相应更新，有效保证识别准确度。
在一个可选的实施例中，识别特征匹配库采用粗匹配的匹配方式或高精度的匹配方式；
识别特征匹配库采用粗匹配的匹配方式，即通过匹配粗采集特征匹配库中的特征值，即五元组信息，仅能识别出应用流量对应的大类业务，而无法识别出同一大类业务中的不同应用协议；
识别特征匹配库采用高精度的匹配方式，即通过匹配高精度特征匹配库中的特征值，即五元组信息，不仅能识别出应用流量对应的大类业务，而且能够识别出同一大类业务中的不同应用协议。
在一个可选的实施例中，基于协议数据深层检测的流量识别系统包括获取模块，用于获取网络流量，并得到网络流量数据包；
对比分析模块，用于将网络流量数据包信息格式和内容与协议数据库中协议数据的格式特征、内容特征进行比对分析，找到信息格式和内容特征一致的协议特征，并通过协议特征确定数据库访问协议，同时利用数据库访问协议对获取到网络流量数据中的应用层数据包进行解析；
协议数据分析模块，用于依次对网络流量数据包中各包的载荷特征进行识别。
在一个可选的实施例中，基于协议数据深层检测的流量识别系统还包括：
异常流量数据存储模块，用于对异常网络数据以及未识别的网络流量数据包进行存储。
在一个可选的实施例中，基于协议数据深层检测的流量识别系统还包括：
异常检查和报文重组模块，用于检测采集的网络流量中数据包分片的片偏移和数据单元大小信息，判断接收到的该数据包是否存在异常。
本发明中，基于协议数据深层检测的流量识别系统可以集成在网络交换机上完成对网络数据的识别，大大降低设备软件应用系统的网络压力，降低系统的网络负担，有利于提高系统的使用性能。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、获取网络流量，并得到网络流量数据包；
S2、将网络流量数据包信息格式和内容与协议数据库中协议数据的格式特征、内容特征进行比对分析，找到信息格式和内容特征一致的协议特征，并通过协议特征确定数据库访问协议，同时利用数据库访问协议对获取到网络流量数据中的应用层数据包进行解析，生成相应的连接跟踪表以依次获取网络流量数据包中第一包的载荷特征、第二包的载荷特征......第n包的载荷特征，其中，n≥1；
S3、将网络层数据解析后的网络流量数据包复制到协议数据分析模块中；
S4、协议数据分析模块对用户终端内各个应用程序产生的网络流量对应的特征值以及预先定义在各个应用程序内产生的网络流量一一对应的进行识别标识：
对网络流量数据包中的第一包的载荷特征进行识别，若第一包的载荷特征识别成功，则将网络流量数据包对应的识别标识记录在网络流量数据包对应的第一包的载荷特征内,随后退出；
若第一包的载荷特征识别不成功，则对网络流量数据包中的第二包的载荷特征进行识别，则将网络流量数据包对应的识别标识记录在网络流量数据包对应的第二包的载荷特征内,随后退出；
以此类推，若第n-1包的载荷特征识别不成功，则对网络流量数据包中的第n包的载荷特征进行识别，则将网络流量数据包对应的识别标识记录在网络流量数据包对应的第n包的载荷特征内,随后退出。
2.根据权利要求1所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，S4中若第n包的载荷特征识别不成功，则将网络流量数据包记录在异常流量数据队列中。
3.根据权利要求1所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，S1中在获取网络流量后，还对网络流量进行异常检查和报文重组。
4.根据权利要求3所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，对网络流量进行异常检查和报文重组方法为：检测采集的网络流量中数据包分片的片偏移和数据单元大小信息，判断接收到的该数据包是否存在异常，如存在异常则将网络流量记录在异常流量数据队列中。
5.根据权利要求1所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，S4中协议数据分析模块对各个应用程序产生的网络流量对应的识别标识进行识别的方法包括以下步骤：
S41、协议数据分析模块提取网络流量数据包的特征值和连接跟踪表；
S42、协议数据分析模块调用识别引擎根据特征值于预先设置的识别特征匹配库中进行检索。
6.根据权利要求5所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，识别特征匹配库进行更新的过程，具体包括：
S61、实时检测软件定义网络中的各个应用程序的更新信息，并将检测到的更新信息下发至协议数据分析模块；
S62、协议数据分析模块根据更新信息对识别特征匹配库进行更新。
7.根据权利要求5所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，识别特征匹配库采用粗匹配的匹配方式或高精度的匹配方式。
8.根据权利要求1所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，基于协议数据深层检测的流量识别系统包括
获取模块，用于获取网络流量，并得到网络流量数据包；
对比分析模块，用于将网络流量数据包信息格式和内容与协议数据库中协议数据的格式特征、内容特征进行比对分析，找到信息格式和内容特征一致的协议特征，并通过协议特征确定数据库访问协议，同时利用数据库访问协议对获取到网络流量数据中的应用层数据包进行解析；
协议数据分析模块，用于依次对网络流量数据包中各包的载荷特征进行识别。
9.根据权利要求8所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，基于协议数据深层检测的流量识别系统还包括：
异常流量数据存储模块，用于对异常网络数据以及未识别的网络流量数据包进行存储。
10.根据权利要求8所述的一种基于协议数据深层检测的流量识别方法，其特征在于，基于协议数据深层检测的流量识别系统还包括：
异常检查和报文重组模块，用于检测采集的网络流量中数据包分片的片偏移和数据单元大小信息，判断接收到的该数据包是否存在异常。
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