基于機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)流量分類(lèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)流量分類(lèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(專(zhuān)業(yè)學(xué)位)學(xué)生姓名：梅國(guó)薇指導(dǎo)教師：李雙慶副教授學(xué)位類(lèi)別：工程碩士（計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域）重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院二O一七年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人類(lèi)社會(huì)生活的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)流量管理對(duì)于保障互聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)行，滿(mǎn)足各種不同服務(wù)質(zhì)量的要求具有至關(guān)重要的作用。網(wǎng)絡(luò)流量識(shí)別與分類(lèi)是網(wǎng)絡(luò)流量管理的核心技術(shù)。成功地識(shí)別和分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)流量能夠?yàn)檫M(jìn)一步進(jìn)行流量控制、

2、監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)以及服務(wù)質(zhì)量保證等網(wǎng)絡(luò)管理操作提供前期的技術(shù)保證。網(wǎng)絡(luò)流量識(shí)別可以采用多種技術(shù)手段，包括基于端口、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特征簽名、網(wǎng)絡(luò)流量統(tǒng)計(jì)特征等的流量識(shí)別技術(shù)。機(jī)器學(xué)習(xí)是一種利用數(shù)據(jù)集訓(xùn)練出模型，再利用模型預(yù)測(cè)目標(biāo)數(shù)據(jù)屬性的方法。論文將機(jī)器學(xué)習(xí)中的一些經(jīng)典算法應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)流量分類(lèi)領(lǐng)域，進(jìn)而比較各種算法的分類(lèi)效果，為實(shí)際工程應(yīng)用提供必要的參考。論文主要完成工作如下：①研究了幾種經(jīng)典的機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)算法。分析了算法的原理和各自的特點(diǎn)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)流

3、量的數(shù)據(jù)特性來(lái)得到它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)流量識(shí)別與分類(lèi)中的應(yīng)用結(jié)合點(diǎn)。②提出了一種針對(duì)在線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量分類(lèi)的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型根據(jù)屬性的信息增益率排名以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果選擇流量特征屬性。對(duì)基于此數(shù)據(jù)模型建立的分類(lèi)模型進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證該數(shù)據(jù)模型對(duì)縮短流量特征處理時(shí)間，簡(jiǎn)化分類(lèi)模型結(jié)構(gòu)的有效性。③分析比較了3種基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)流量分類(lèi)模型的性能。首先，基于不同的抽樣策略對(duì)樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行抽樣獲取訓(xùn)練集，分別使用樸素貝葉斯、支持向量機(jī)和C4.5決策樹(shù)3種

4、機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建流量分類(lèi)模型，并在測(cè)試集上對(duì)這3種分類(lèi)模型進(jìn)行驗(yàn)證。然后根據(jù)模型的分類(lèi)準(zhǔn)確率，召回率以及訓(xùn)練和驗(yàn)證的時(shí)間消耗等性能指標(biāo)評(píng)估各分類(lèi)模型在處理在線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量分類(lèi)問(wèn)題時(shí)的性能表現(xiàn)。④設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的在線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量分類(lèi)原型系統(tǒng)。該原型系統(tǒng)采用BS模式，選擇分類(lèi)效果較優(yōu)的流量分類(lèi)模型作為分類(lèi)模塊，可以對(duì)10種應(yīng)用類(lèi)別的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行在線(xiàn)識(shí)別與分類(lèi)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控，可視化圖表展示分類(lèi)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果以及根據(jù)屬性條件篩選查詢(xún)特定