云计算中深度包检测技术研究

摘要

云计算近三年来逐渐成为企业界和学术界的研究热点。通过资源整合技术和多层次虚拟化技术，云计算将大规模计算资源以服务的形式提供给用户，具有良好的可用性与易扩展性，并大大节省了资源。迄今为止，各IT商业巨头纷纷开展云计算平台的研究与应用。
　　 作为大型的公共数据存储平台，云计算的安全性成为大多数企业客户的关注热点。除了传统的加密等被动安全策略以外，十分有必要对云平台中的数据流进行实时主动地监控、检测和防御，以确保数据与平台的安全。深度包检测技术是实现主动检测与防御的最有效机制之一，但现有研究大多针对空间性能进行优化，没有考虑云计算环境对并发速度和稳定性的要求，也无法适应云计算平台的分布式、用户可配置性等特点，因此无法照搬至云计算平台。
　　 通过广泛调研，本文主要从深度包检测技术的算法原理和实现框架两方面入手，针对云计算平台的要求与特点，研究如何将深度包检测技术引入云计算平台，并探索新的方式使之适用于云计算。本文的主要研究工作和创新点如下：
　　 1.归纳分析了云计算的发展现状与特点、云计算的安全需求与研究进展，总结了现阶段深度包检测机制的研究内容与成果，指出深度包检测机制应用于云计算的重要性和面临的问题。
　　 2.提出了一种新颖的异步并行深度包检测机制APFA。通过分析状态爆炸的起因和现有算法应对措施的不足之处，APFA利用多核平台的并行优势，引入了异步并行机制和启发式预测机制，有效地解决了状态爆炸问题和语义攻击问题。实验结果表明APFA与XFA相比，在人工恶意流环境下，空间平均减少了82.5％，时间平均节省了67.1％；在实际因特网数据流环境下，空间平均减少了64.8％，时间平均节省了35％。
　　 3.提出了一种深度包检测的智能云协作框架。根据云计算平台的分布性和用户可配置性等特点，提出了一种深度包检测智能云协作框架，其根据云后台硬件资源的异构性来智能地协调配置，并协作均衡处理和防御重复攻击，提高了整体效率。在虚拟云计算平台上与传统框架进行比较分析，实验结果表明了云协作框架的有效性和在时间、空间上的性能优势。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2研究目标与内容

1.3本文内容安排

第二章 相关背景

2.1 云计算的概念与发展

2.2云计算的形式与特点

2.3云计算安全

2.4深度包检测技术

2.4.1深度包检测研究进展

2.4.2深度包检测技术的发展趋势

2.5本章小结

第三章 异步并行深度包检测机制

3.1 研究背景

3.1.1状态爆炸

3.1.2处理计数限制符

3.1.3算法动机

3.2异步并行深度包检测机制

3.2.1预处理模块

3.2.2异步并行机制

3.2.3启发式预测机制

3.3分析与优化

3.3.1时间和空间性能

3.3.2优化

3.3.3交叠问题

3.4实验分析

3.4.1静态空间对比

3.4.2实际运行时的性能

3.5本章小结

第四章 深度包检测的智能云协作框架

4.1 研究背景

4.1.1云计算平台的体系架构

4.1.2云计算与分布式计算的区别

4.2深度包检测的云协作框架

4.2.1云协作框架的动机

4.2.2智能云协作框架

4.3云协作框架的测试与分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果