大规模网络攻防仿真弹性调度关键技术研究

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自从人类创建和应用计算机网络以来,如何保障网络的安全一直是一个摆在我们面前的研究难题。随着网络技术的日益进步,网络规模的不断扩大和网络应用种类的不断增加,让网络安全的形势变得更加严峻,迫使我们去解决越来越复杂的安全问题。如今解决网络安全问题,比较好的方式是对可能发生的网络攻击事件进行预测和模拟,通过实验进行各类网络系统、协议和网络行为的研究,并验证网络安全的需求。但是传统的网络实验技术没有把新兴的网络应用和如今对网络安全的研究,诸如对大规模、高吞吐率、异构接入以及多用户交互能力等高通量网络实验的需求,考虑到现实的实验情景中。当前对网络新技术和网络安全的研究,只能基于现有网络实验技术进行有限的扩展,因此我们需要对网络实验技术进行相应的改进,解决网络实验技术效率低和适应性差的问题。在这样的一个大背景下,我们提出了对于面向高通量网络攻防仿真弹性调度关键技术的研究,由于这种仿真模型支持高通量网络交互仿真的关键调度机制与算法,所以在目前的网络仿真实验中具有重要的现实意义。我们对以前的研究成果进行了分析,发现简单的从一个方面提升和改进整个网络仿真系统的办法,并不能最大化的提升整个仿真系统的负载和处理能力。为了弥补这样的一个不足,我们将流量仿真与离散事件模拟技术进行有机结合,并且尝试从时间、流量和空间三个维度,分别提高混合网络仿真系统对仿真负载的适应能力和处理效率。  我们具体按照以下三方面开展研究工作:第一,从时间维度,开展时间系统的弹性融合和调整方法的研究;第二,从流量维度,进行网络流量弹性包调度模型的研究;第三,从空间维度,研究基于拓扑空间的弹性负载迁移。  从上述三个方向进行研究有以下三个优点:其一,基于仿真真实度度量的时间膨胀调整方法,使用与仿真结果直接相关的仿真真实度,对下一时间点的仿真系统进行调整,这样做可以使仿真效果更好,仿真系统吞吐率更大。其二,基于网络攻击特征采集、网络攻击事件调度和攻击结果分析三个方面,对网络攻击行为进行特征提取与划分,并对数据包进行差异化调度提高仿真效率。其三,采用基于拓扑空间的弹性负载迁移方法,合理的将仿真任务分配到仿真节点上,最大可能的避免了局部“仿真热点”的存在,提高了网络仿真系统的资源利用率。
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