CN113992553A

CN113992553A - 一种基于微服务的平台化流量生成系统、方法、计算机及存储介质

Info

Publication number: CN113992553A
Application number: CN202111237265.XA
Authority: CN
Inventors: 詹东阳; 尹志杰; 陈杰; 张宏莉; 马紫凯; 余兆丰; 谭凯
Original assignee: Harbin Institute of Technology; Shanghai Pudong Development Bank Co Ltd
Current assignee: Harbin Institute of Technology; Shanghai Pudong Development Bank Co Ltd
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2041-10-21
Also published as: CN113992553B

Abstract

本发明提出一种基于微服务的平台化流量生成系统、方法、计算机及存储介质，属于流量生成技术领域。生成系统，包括网络场景设置模块、流量定制模块和容器配置模块；所述网络场景设置模块用于为用户还原网络场景；所述流量定制模块用于记录用户行为模拟用户操作产生的网络流量；所述容器配置模块用于配置容器，将各个容器配置到相应的虚拟机中并控制启动容器。生成方法包括，首先，基于云计算服务还原网络场景；其次,用容器封装产生流量的程序；最后，在虚拟机中启动容器，容器启动后自动运行产生流量的程序。解决了现有技术中存在的获取网络流量单一、无法实时产生流量、无法满足测试需求的技术问题。

Description

一种基于微服务的平台化流量生成系统、方法、计算机及存储介质

技术领域

本申请涉及一种流量生成系统，尤其涉及一种基于微服务的平台化流量生成系统、方法、计算机及存储介质，属于流量生成技术领域。

背景技术

随着互联网的不断发展，在新兴技术不断涌现的同时，新的网络安全事件也在不断出现，并造成了巨大的经济损失。此外，由于新型网络攻击难以提前预测，网络安全事件的出现将呈现出常态化趋势。针对各类复杂的网络环境以及网络安全事件，为了进行网络攻防演练以及验证新兴技术，很多网络安全靶场被建立，并取得了一定的成果。在靶场中，为了模拟用户的网络行为，各种流量生成和回放技术被提出。在流量生成方面，一些研究人员提出了基于各类数学模型的流量生成方法。这些研究基于数学统计模型，通过测量真实网络流量的各种特征调节模型参数，以此来生成流量。但是模型是建立在很强的假设之上的，真实世界的网络很难符合各种假设。在流量回放方面，主要是通过“捕获再回放”的方式重现真实世界网络中的流量。现在已经有很多成熟的工具，例如，可以使用tcpdump捕获流量，使用tcpreplay回放捕获的流量。在此基础上，有研究人员进一步提出了交互式流量回放，即通过维护请求、响应端的交互状态，保证流量回放期间协议语义的正确性。例如，在回放期间，测试人员可以插入RST数据包以中断某个会话流量的回放。这种方法使得回放过程更贴合真实的网络场景。还有一些工作侧重于其他方面，例如有研究人员使用FPGA改进重放性能，还有研究人员提出了针对缩小化环境的流量回放方法。

在靶场中添加背景流量，是为了让其中网络环境更符合各类真实网络环境，但是现有方法均无法完美的满足这种要求。这种需求的关键在于如何模拟真实用户操作产生的流量，而不论是数学模型生成的流量还是捕获的流量都会和用户实时操作产生的流量有所区别。一方面，这些流量所包含的信息是随机填充的或者之前捕获的，这些信息没有意义或者在回放时已经过期。另一方面，现有的方法，包括交互式流量回放方法，都无法满足某些测试需求，例如攻击者通过改变数据包的内容影响上层应用的响应转态，从而影响后续流量的内容。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，为解决现有技术中存在的获取网络流量单一、无法实时产生流量、无法满足测试需求的技术问题，本发明提供一种基于微服务的平台化流量生成系统、方法、计算机及存储介质。

方案一：本发明提供了一种基于微服务的平台化流量生成系统，包括网络场景设置模块、流量定制模块和容器配置模块；所述网络场景设置模块用于为用户还原网络场景；所述流量定制模块用于记录用户行为模拟用户操作产生的网络流量；所述容器配置模块用于配置容器，将各个容器配置到相应的虚拟机中并控制启动容器。

方案二、一种基于微服务的平台化流量生成方法，包括以下步骤：

S1.基于云计算服务还原网络场景；具体方法是，在云计算环境中按用户的需求构建网络场景中的虚拟节点，并配置到对应的虚拟机上；

S2.用容器封装产生流量的程序；具体方法是，实时获取用户的键鼠操作，记录用户行为，模拟用户操作产生的网络流量，并将模拟用户操作产生的网络流量的信息编写进程序后封装进容器；

S3.在虚拟机中启动容器，容器启动后自动运行产生流量的程序；

优选的，步骤S1所述的构建网络场景中的虚拟节点的方法是，包括以下步骤：

S11.用户判断是否使用现有的场景；若是，用户从用户分享场景中选择合适的场景后执行步骤S12；若否，用户自行设计场景后执行步骤S13；

S12.用户选择是否对选择的场景进行修改，若是，用户对选择的场景进行修改；若否执行步骤S13；

S13.用户判断是否使用现有容器；若是，用户从用户分享容器中选择合适的容器后执行步骤S14，若否，用户自行设计容器后执行步骤S15；

S14.用户选择是否增加容器，若是，用户增加自行设计的容器；若否，执行步骤S15；

S15.将容器配置到对应的虚拟机上。

优选的，步骤S3所述在虚拟机中启动容器产生不同类型和不同数量的流量。

方案三：一种计算机，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现方案二所述一种基于微服务的平台化流量生成方法的步骤。

方案四：一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现方案二所述一种基于微服务的平台化流量生成方法。

本发明的有益效果如下：本发明在流量的多样性方面，需要人工定制不同情况下容器产生的流量，可以通过平台的方式提供定制服务以及保存各类用户定制的流量。随着时间，将有越来越多的用户需要使用网络靶场，但是用户期望设置的网络场景和模拟的用户操作各不相同，所以通过一个平台供用户设置自己的场景以及定制其中运行的容器，而用户配置好的场景或者容器又可能为其他用户所用。通过这种方式，有需求的用户可以定制自己的场景及其中的流量，也可以通过借鉴其他用户减少配置的时间。

本发明通过云计算服务设置网络场景，在某种程度上不用受限于本地的硬件资源；通过容器产生流量，实现快速、多样的流量生成；通过平台提供定制场景和流量的方法，使得用户可以自行设计或者借鉴他人设计。降低了生成背景流量的门槛，能保证流量的多样性，且实时产生的流量保证了其中内容不会过期。解决了现有技术中存在的获取网络流量单一、无法实时产生流量、无法满足测试需求的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述系统的示意图

图2为本发明实施例所述方法流程示意图；

图3为本发明实施例所述步骤S1的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1、参照图1说明本实施方式，一种基于微服务的平台化流量生成系统，包括网络场景设置模块、流量定制模块和容器配置模块；所述网络场景设置模块用于为用户还原网络场景；所述流量定制模块用于记录用户行为模拟用户操作产生的网络流量；所述容器配置模块用于配置容器，将各个容器配置到相应的虚拟机中并控制启动容器。

网络场景设置模块，在决定生成的流量之前，先要设置虚拟网络场景。用户本地的硬件资源可能并不足以支撑其建立一个完善的场景，但基于云计算服务，用户可以按需设置网络场景中的虚拟节点。网络场景设置模块提供通过网页页面和用户交互的设置方式，用户可通过拖拽控件并编辑属性的方式描述想要设置的节点以及节点之间的联系。对于复杂场景，也可以通过配置文件自动生成场景。

流量定制模块，通过实时监控用户的键鼠操作，可以记录用户行为，进而模拟通过用户操作产生的网络流量。在Windows或是Linux系统中，都提供了相关API可以用于实时监控用户的键鼠操作。对于鼠标，通过记录鼠标的位置和鼠标按键信息，可以重现用户操作，例如拖拽、悬停和左键单击等一系列操作，对于键盘也是如此。结合这两类信息，可以模拟出用户打开浏览器使用搜索引擎搜索内容等复杂操作。记录用户操作信息之后，通过自动化流程将相关信息编写进程序，并封装进容器，容器启动后自动运行该程序，即可模拟用户的一系列操作。

容器配置模块，当用户设置好网络场景并选择或自行设计好要配置的容器后，便可以将各个容器配置到相应的虚拟机中去。通过脚本可以控制在何时启动哪一个容器。若容器中用户的动作足够细化，通过组合不同种类的容器，就可以模拟用户的各种行为，产生对应的流量。例如，在一个虚拟机中先启动下载python库的容器，然后启动模拟用户打开浏览器使用搜索引擎的容器，这样就产生了一种复杂场景下的流量。

实施例2、参照图1-3说明本实施方式，一种基于微服务的平台化流量生成方法，以提供更加真实、更符合用户行为的网络流量。本发明的核心思想是利用云计算服务构建虚拟网络场景，利用轻量级虚拟化方案提供流量生成服务和通过录制的方式定制生成流量。具体包括以下步骤：

为了实现流量的传输，在云计算环境中设置各类虚拟节点，当一个用户在浏览网页时，除了包含HTTP请求的流量，可能还有包含DNS请求的流量。与此同时，系统在后台也可能不断地产生各种流量，例如向某个远程服务器询问更新信息以规划自动更新任务，或者取得当天的新闻信息并呈现给用户，又或者和局域网内的DHCP服务器进行交互。然后考虑稍微复杂的情况，该局域网内有很多用户，用户之间、用户与各种服务器之间等等都有所交互，会产生各种流量。通过云计算服务设置虚拟节点可以方便的还原场景。例如为了模拟某个网站所在的局域网内的流量情况，根据其实际情况创建各个虚拟节点，然后在用户流量入口处创建用于生成用户流量的节点。这种创建网络场景的方式具有可扩展性，既可以真实还原要测试的场景，也可以对真实场景进行压缩，创建简化版的场景。

S15.将容器配置到对应的虚拟机上。

为了产生流量，先用容器封装相关的程序，然后在需要的时候在虚拟机中启动容器。容器作为轻量级虚拟化工具，占用资源少且启动快。可以通过在虚拟机中按需启动不同数量、不同目的的容器，以提供快速而多样的流量生成服务。将产生流量的程序封装进容器，一方面，减少了冗杂的环境配置流程，方便对虚拟机中各种产生流量的程序进行管理，另一方面，减少了容器中程序彼此之间相互影响的可能性，使得一个虚拟机中能够同时运行多种生成流量的程序。而通过使用容器产生流量，在一台虚拟机中可以随着时间产生不同目的以及不同数量的流量，可以充分且快速的模拟用户在实际操作过程中产生的各种流量。

具体的，具有不同网络流量功能的程序封装在不同的容器中，使其每个容器独立负责相应的功能，降低由于容器的程序包含其他不适用的功能导致的响应时间长启动速度慢的问题，每个容器视为一个小组件；用户选择容器或者增加容器时，可以根据用户生成各类流量功能程序中的不同流量选择不同的容器。最后将用户选择的容器进行组合，形成流量生成的最终结果。

具体的，用户可以独立的更新自己设计的容器中的内容。

为了使容器启动后能够产生不同类型以及不同数量的流量，需要先将产生流量的方法封装进容器。产生流量的方式可分为两类。针对操作GUI界面的用户，可以通过脚本控制鼠标、键盘等模拟用户使用本地浏览器浏览网页、观看视频、收发邮件或者下载文件等。针对仅使用命令行的用户，则可以通过脚本模拟用户输入的指令。这些脚本可以通过对用户鼠标和键盘的监视进行自动化生成，并且会考虑各类键鼠操作以及操作之间的时间间隔。S3.在虚拟机中启动容器，容器启动后自动运行产生流量的程序；启动容器产生不同类型和不同数量的流量。

本发明的工作原理：在流量的多样性方面，需要人工定制不同情况下容器产生的流量，可以通过平台的方式提供定制服务以及保存各类用户定制的流量。随着时间，将有越来越多的用户需要使用网络靶场，但是用户期望设置的网络场景和模拟的用户操作各不相同，所以通过一个平台供用户设置自己的场景以及定制其中运行的容器，而用户配置好的场景或者容器又可能为其他用户所用。通过这种方式，有需求的用户可以定制自己的场景及其中的流量，也可以通过借鉴其他用户减少配置的时间。

本发明通过云计算服务设置网络场景，不用受限于本地的硬件资源；通过容器产生流量，实现快速、多样的流量生成；通过平台提供定制场景和流量的方法，使得用户可以自行设计或者借鉴他人设计。这种方法在一定程度上降低了生成背景流量的门槛，能保证流量的多样性，且实时产生的流量保证了其中内容不会过期。

本发明名词释义：

容器为轻量级虚拟化工具(例如Docker容器)。

实施例3、一种计算机，本发明的计算机装置可以是包括有处理器以及存储器等装置，例如包含中央处理器的单片机等。并且，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述的基于CREO软件的可修改由关系驱动的推荐数据的推荐方法的步骤。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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。

所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

实施例4、计算机可读存储介质

本发明的计算机可读存储介质可以是被计算机装置的处理器所读取的任何形式的存储介质，包括但不限于非易失性存储器、易失性存储器、铁电存储器等，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当计算机装置的处理器读取并执行存储器中所存储的计算机程序时，可以实现上述的基于CREO软件的可修改由关系驱动的建模数据的建模方法的步骤。

所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种基于微服务的平台化流量生成系统，其特征在于，包括网络场景设置模块、流量定制模块和容器配置模块；所述网络场景设置模块用于为用户还原网络场景；所述流量定制模块用于记录用户行为模拟用户操作产生的网络流量；所述容器配置模块用于配置容器，将各个容器配置到相应的虚拟机中并控制启动容器。

2.一种基于微服务的平台化流量生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S3.在虚拟机中启动容器，容器启动后自动运行产生流量的程序。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1所述的构建网络场景中的虚拟节点的方法是，包括以下步骤：

S15.将容器配置到对应的虚拟机上。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3所述在虚拟机中启动容器产生不同类型和不同数量的流量。

5.一种计算机，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现权利要求2至4任一项所述的方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求2至4任一项所述的方法。