CN113301142A - 一种基于物联网的网络安全监控方法及系统 - Google Patents

一种基于物联网的网络安全监控方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种基于物联网的网络安全监控方法及系统。所述方法包括网络配线设备预先采集网络配线区图像，根据网络配线区图像确定各网口坐标数据，建立坐标模型并通过物联网网关上传至云分析平台；网络配线设备实时采集网络状态数据包，将网络状态数据包分割成若干数据块，将数据块发送至对应的物联网网关；各物联网网关对数据块预处理之后，将各预处理数据块传输至云分析平台；云分析平台汇总各物联网网关返回的预处理数据块，对预处理数据块进行网线故障识别，将故障结果经物联网网关反馈至网络配线设备；网络配线设备根据故障结果向网络配线区内对应的网线NFC电子标签发送指示。采用本申请技术方案，能够快速定位网络配线设备中的故障点。

Description

一种基于物联网的网络安全监控方法及系统
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于物联网的网络安全监控方法及系统。
背景技术
随着互联网技术的发展，交换机、集线器、路由器等网络配线设备中能够集成越来越多的网络接口，导致网口与网口之间的网线数量也越来越多，为保证网络系统能够安全可靠的运行，需要对网络配线设备中的网口与网线进行实时的安全监测，防止因为网络原因导致的数据丢失等问题。
然而现有的安全监控方法都需要管理员人工查找网络故障发生点，而众多的网口网线需要管理员对故障定位存在极大的耐心，稍不留神会对其他正常运行网线造成人为故障。而现有的网络配电设备一般只具备网络交互功能，所以急需一种既能够提高数据速率又能够快速定位故障点的网络安全监控方法。
发明内容
本申请提供了一种基于物联网的网络安全监控方法，包括：
网络配线设备预先采集网络配线区图像，根据网络配线区图像确定各网口坐标数据，建立坐标模型并通过物联网网关上传至云分析平台；
网络配线设备实时采集网络状态数据包，将网络状态数据包分割成若干数据块，将数据块发送至对应的物联网网关；各物联网网关对数据块预处理之后，将各预处理数据块传输至云分析平台；
云分析平台汇总各物联网网关返回的预处理数据块，根据坐标模型对预处理数据块进行网线故障识别，将故障结果经物联网网关反馈至网络配线设备；
网络配线设备根据故障结果向网络配线区内对应的网线NFC电子标签发送指示。
如上所述的基于物联网的网络安全监控方法，其中，根据网络配线区图像确定各网口坐标数据，建立坐标模型，具体包括如下子步骤：
对网络配线区图像进行平滑滤波处理，并对平滑滤波处理后数据块进行图像清晰度处理；
在网络配线区图像中识别网口特征点，以网络配线区图像中心为原点，从网络配线区图像中提取网口特征点的像素坐标；
按照网络配线区图像中的网口顺序，进行横向或纵向编码，建立包括网口编码和网口像素坐标的坐标模型。
如上所述的基于物联网的网络安全监控方法，其中，将网络状态数据包分割成若干数据块，将数据块分发至各物联网网关，具体包括如下子步骤：
网络配线设备获取各物联网网关的业务处理度，按照各物联网网关的业务处理度进行数据分割，将数据块分发至对应的物联网网关；
物联网网关选择数据处理器，将各数据块传输至对应的数据处理器；
数据处理器对接收到的各数据块进行预处理，将预处理结果发送至云分析平台。
如上所述的基于物联网的网络安全监控方法，其中，对预处理数据块进行网线故障识别，具体包括如下子步骤：
从预处理后的网络状态数据中提取异常指示特征；
将异常指示特征与坐标模型进行匹配，得出异常指示特征所在的坐标信息；
将异常指示特征的坐标信息及网口编码推送至网络配线设备。
本申请还提供一种基于物联网的网络安全监控系统，包括：所述系统执行上述任一项所述的基于物联网的网络安全监控方法。
如上所述的基于物联网的网络安全监控系统，其中，所述系统包括网络配线设备、物联网网关集群和云分析平台；网络配线设备与物联网网关集群中的多个物联网网关耦合，每个物联网网关与云分析平台耦合。
如上所述的基于物联网的网络安全监控系统，其中，所述网络配线设备包括网络配线区、控制器、数据采集器、图像采集器和无线收发器。
如上所述的基于物联网的网络安全监控系统，其中，在网络配线区的任意两个网口的连接网线上安装网线NFC电子标签，控制器通过射频技术连接网络配线区中的网线NFC电子标签，根据上层指示向网线NFC电子标签发送闪烁指示；控制器连接数据采集器和图像采集器，数据采集器用于采集网络状态数据包，图像采集器用于采集网络配线区图像；控制器连接无线收发器，通过无限收发器实现网络配线设备与物联网网关的数据交互。
如上所述的基于物联网的网络安全监控系统，其中，每个物联网网关包括收发器和多个数据处理器，收发器接收网络配线设备上传的数据，以及发射云分析平台的故障结果；数据处理器用于对网络配线设备上传的数据做预处理。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序指令；
处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行上述任一项所述的一种基于物联网的网络安全监控方法。
本申请实现的有益效果如下：采用本申请技术方案，能够快速定位网络配线设备中的故障点，提高网络系统安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例一提供的一种网络安全监控系统示意图；
图2是本申请实施例二提供的一种基于物联网的网络安全监控方法流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本申请实施例一提供一种网络安全监控系统100，用于监控网络配线设备中的网络配线区连接故障，所述监控系统包括网络配线设备110、物联网网关集群120和云分析平台130；网络配线设备110与物联网网关集群120中的物联网网关121、122、123耦合，物联网网关121、122、123与云分析平台130耦合。其中：
①网络配线设备110是能够实现图像拍摄以及能够采集网络状态数据包的设备。
网络配线设备110包括网络配线区111、控制器112、数据采集器113、图像采集器114和无线收发器115，在网络配线区的任意两个网口的连接网线上安装网线NFC电子标签，控制器通过射频技术连接网络配线区中的网线NFC电子标签116，能够根据上层指示向网线NFC电子标签116发送闪烁指示，由此方便提醒管理员迅速找到故障点；控制器连接数据采集器和图像采集器，数据采集器用于采集网络状态数据包，图像采集器用于采集网络配线区图像；控制器连接无线收发器，通过无限收发器实现网络配线设备与物联网网关的数据交互。
②物联网网关集群120，包括多个物联网网关，用于在网络配线设备与云分析平台之间传输数据；本申请的物联网网关具有数据传输和数据处理的能力。
其中，物联网网关集群中的每个物联网网关均包括收发器、控制器和多个数据处理器；如图1所示，物联网网关集群121包括收发器1211、控制器1212和数据处理器组1213，数据处理器组1213包括数据处理器1213-1、1213-2、1213-3，由控制器1212将收发器1211接收到的数据块发送至数据处理器，对数据块预处理，每个数据处理器耦合云分析平台130。图1中其他物联网网关集群122～12n也包括如上结构，图中未示出。
③云分析平台130，耦合多个物联网网关，接收各物联网网关中数据处理器的预处理数据并汇总，对预处理数据块进行网线故障识别，将故障结果经物联网网关反馈至网络配线设备。
实施例二
如图2所示，本申请实施例一提供一种基于物联网的网络安全监控方法，包括：
步骤210、网络配线设备预先采集网络配线区图像，根据网络配线区图像确定各网口坐标数据，建立坐标模型并通过物联网网关和数据处理器上传至云分析平台；
本申请实施例中，网络配线设备在采集到网络配线区图像之后，根据网络配线区图像确定各网口坐标数据，建立坐标模型具体包括如下子步骤：
步骤211、对网络配线区图像进行平滑滤波处理，计算平滑滤波处理后数据块的清晰度，并判断清晰度是否超过预设阈值，若未超过，则对图像进行清晰化处理，否则，结束预处理。
对灰度化处理后的数据块进行平滑滤波处理，滤除高频噪声，尽量保留图像细节特征下对轨道危险区域检测图像的噪声进行抑制，抽出轨道危险区域检测图像的特征，特征包括轮廓或边缘；由于图像滤波处理后的图像会变得模糊，因此检测滤波处理后的图像的清晰度是否符合要求，如果符合要求，则合格，否则，需对图像进行清晰化处理，提高了检测的准确度。
步骤212、在网络配线区图像中识别网口特征点，以网络配线区图像中心为原点，从网络配线区图像中提取网口特征点的像素坐标；
步骤213、按照网络配线区图像中的网口顺序，进行横向或纵向编码，建立包括网口编码和网口像素坐标的坐标模型。
返回参见图1，步骤220、网络配线设备实时采集网络状态数据包，将网络状态数据包分割成若干数据块，将数据块发送至对应的物联网网关，各物联网网关对数据块预处理之后，将各预处理数据块传输至云分析平台；
其中，将网络状态数据包分割成若干数据块，将数据块发送至对应的物联网网关，各物联网网关对数据块预处理，具体包括如下子步骤：
步骤221、网络配线设备获取各物联网网关的业务处理度，按照各物联网网关的业务处理度进行数据分割，将数据块分发至对应的物联网网关；
具体地，网络配线设备向各物联网网关发送获取业务处理度请求，各物联网网关计算各自的业务处理度，然后将业务处理度返回至网络配线设备，网络配线设备根据各物联网网关的业务处理度将数据分割为多个数据量不同的数据块，将每个数据块分发到对应的物联网网关收发器；
其中，各物联网网关采用下式计算各自的业务处理度：
Figure BDA0003077533710000071
其中，X表示物联网网关业务处理度；E1表示物联网网关数据处理能力对业务处理度的影响权重，E2表示物联网网关数据传输能力对业务处理度的影响权重，E1和E2之和为1；K表示物联网网关中数据处理器的数量，
Figure BDA0003077533710000072
表示第i个时间处理器的CPU利用率，ν表示物联网网关的数据传输速率。
步骤222、物联网网关选择最优数据处理器，将数据块传输至对应的最优数据处理器；
物联网网关采用下式选择最优数据处理器：
Figure BDA0003077533710000073
其中，n为子数据处理器总数量，θi为预先分配的第i个数据处理器CPU利用率权值，由于不同的数据处理器根据其不同的类型及属性对数据的处理存在差异，因此为处理能力强的数据处理器设置大数值权重，为处理能力弱的数据处理器设置小数值权重，
Figure BDA0003077533710000081
表示第i个时间处理器的CPU利用率，floor表示对表达式进行下取整。
本申请实施例中，由于大量数据的预处理影响数据的处理速率，因此本申请采用多个物联网网关的数据处理器进行数据的分块处理，提高数据预处理效率，能够更加快速的实现对网络配线区故障的识别。
步骤223、最优数据处理器对接收到的各数据块进行预处理，提取数据块中的故障数据，将故障数据发送至云分析平台。
返回参见图1，步骤230、云分析平台汇总各物联网网关返回的故障数据，根据坐标模型对故障数据进行网线故障识别，将故障结果经物联网网关反馈至网络配线设备；
云分析平台具体包括如下子步骤：
步骤231、从故障数据中提取异常指示特征；
从故障数据中提取出属于网线故障类型的故障数据，然后从故障数据中提取异常指示特征，包括发生故障的网线两端第一网口的属性和第二网口的属性，网口属性包括但不限于网口编码、网口类型等。
步骤232、将异常指示特征与坐标模型进行匹配，得出异常指示特征所在的首尾网口坐标信息；
步骤233、将异常指示特征的首尾网口坐标信息及网口编码推送至网络配线设备。
返回参见图1，步骤240、网络配线设备根据故障结果向网络配线区内对应的网线NFC电子标签发送指示；
本申请实施例中，由于网络配线设备中的网络配线区中网口非常多，网口之间的网线也是错综复杂，所以为了让管理员能够清晰的知晓哪条网线或哪个网口出现故障，在网线上连接NFC电子标签，预先在网络配线设备中维护首尾网口与NFC电子标签的一一对应关系，当网络配线设备根据云分析平台确定了故障之后，根据故障结果中的首尾网口坐标信息，确定对应的NFC电子标签，向该NFC电子标签发送闪烁指示，NFC电子标签闪烁，由此能够快速定位故障点，提醒管理员进行故障运维。
与上述实施例对应的，本发明实施例提供一种计算机存储介质，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
存储器用于存储一个或多个程序指令；
处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行一种基于物联网的网络安全监控方法。
与上述实施例对应的，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，一个或多个程序指令用于被处理器执行一种基于物联网的网络安全监控方法。
本发明所公开的实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的方法。
在本发明实施例中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。
其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。
易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，简称DRRAM)。
本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的网络安全监控方法，其特征在于，包括：
网络配线设备预先采集网络配线区图像，根据网络配线区图像确定各网口坐标数据，建立坐标模型并通过物联网网关上传至云分析平台；
网络配线设备实时采集网络状态数据包，将网络状态数据包分割成若干数据块，将数据块发送至对应的物联网网关；各物联网网关对数据块预处理之后，将各预处理数据块传输至云分析平台；
云分析平台汇总各物联网网关返回的预处理数据块，根据坐标模型对预处理数据块进行网线故障识别，将故障结果经物联网网关反馈至网络配线设备；
网络配线设备根据故障结果向网络配线区内对应的网线NFC电子标签发送指示。
2.如权利要求1所述的基于物联网的网络安全监控方法，其特征在于，根据网络配线区图像确定各网口坐标数据，建立坐标模型，具体包括如下子步骤：
对网络配线区图像进行平滑滤波处理，并对平滑滤波处理后数据块进行图像清晰度处理；
在网络配线区图像中识别网口特征点，以网络配线区图像中心为原点，从网络配线区图像中提取网口特征点的像素坐标；
按照网络配线区图像中的网口顺序，进行横向或纵向编码，建立包括网口编码和网口像素坐标的坐标模型。
3.如权利要求1所述的基于物联网的网络安全监控方法，其特征在于，将网络状态数据包分割成若干数据块，将数据块分发至各物联网网关，具体包括如下子步骤：
网络配线设备获取各物联网网关的业务处理度，按照各物联网网关的业务处理度进行数据分割，将数据块分发至对应的物联网网关；
物联网网关选择数据处理器，将各数据块传输至对应的数据处理器；
数据处理器对接收到的各数据块进行预处理，将预处理结果发送至云分析平台。
4.如权利要求1所述的基于物联网的网络安全监控方法，其特征在于，对预处理数据块进行网线故障识别，具体包括如下子步骤：
从预处理后的网络状态数据中提取异常指示特征；
将异常指示特征与坐标模型进行匹配，得出异常指示特征所在的坐标信息；
将异常指示特征的坐标信息及网口编码推送至网络配线设备。
5.一种基于物联网的网络安全监控系统，其特征在于，包括：所述系统执行如权利要求1-4任一项所述的基于物联网的网络安全监控方法。
6.如权利要求5所述的基于物联网的网络安全监控系统，其特征在于，所述系统包括网络配线设备、物联网网关集群和云分析平台；网络配线设备与物联网网关集群中的多个物联网网关耦合，每个物联网网关与云分析平台耦合。
7.如权利要求6所述的基于物联网的网络安全监控系统，其特征在于，所述网络配线设备包括网络配线区、控制器、数据采集器、图像采集器和无线收发器。
8.如权利要求7所述的基于物联网的网络安全监控系统，其特征在于，在网络配线区的任意两个网口的连接网线上安装网线NFC电子标签，控制器通过射频技术连接网络配线区中的网线NFC电子标签，根据上层指示向网线NFC电子标签发送闪烁指示；控制器连接数据采集器和图像采集器，数据采集器用于采集网络状态数据包，图像采集器用于采集网络配线区图像；控制器连接无线收发器，通过无限收发器实现网络配线设备与物联网网关的数据交互。
9.如权利要求6所述的基于物联网的网络安全监控系统，其特征在于，每个物联网网关包括收发器和多个数据处理器，收发器接收网络配线设备上传的数据，以及发射云分析平台的故障结果；数据处理器用于对网络配线设备上传的数据做预处理。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序指令；
处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求1-4任一项所述的一种基于物联网的网络安全监控方法。
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