[发明专利]一种基于多节点流量回放的网络背景生成系统及方法

说明书

本发明提供一种基于多节点流量回放的网络背景生成方法，通过对流量文件预处理模块，回放网络生成模块和多节点流量回放模块相互调用，共同完成多节点网络流量回放工作；流量文件预处理模块为回放网络生成模块提供输入信息。该模块对流量文件进行分割，生成数据流文件，并对数据流文件进行统计分析，形成统计信息；利用流量文件预处理模块的统计信息，经过回放网络映射，输出构建回放网络拓扑所需的配置文件；根据配置文件生成回放网络，并将分析处理后的数据流文件分发给每个节点；能够在用户只上传流量文件和少量参数的情况下，通过对流量文件的分析以及统计信息的利用，生成虚拟网络拓扑，使用多节点流量回放的方式完成背景流量生成。

技术领域

本发明涉及方案选取领域，尤其涉及一种基于多节点流量回放的网络背景生成系统及方法。

背景技术

在网络场景构建过程中，流量回放作为常用方法，是一种利用实验平台生成具备主机间交互能力的网络以及节点，并将预先捕获的数据包文件经过清洗后注入节点，并按照数据包文件原始顺序对其进行重新回放，实现模拟特定网络场景流量交互的技术。目前，流量回放方法按照回放方式主要分为以下两类：一种是基于数学模型生成特定的流量，并在主机之间或主机内的多个网卡之间进行回放；另一种是捕获真实流量并重新回放的方法。对于基于模型生成流量并回放的方案，只单纯考虑流量的基本特征，如数据包大小，持续时间等，并且产生单一类型的网络流量，无法满足流量的自相似性和长相关性特征。此外，对于现有的基于真实流量进行回放的方法，虽然能够保证流量的自相似性和长相关性特征，但是，其回放场景多是在单个主机的多个网卡或两台主机之间，无法满足靶场环境背景流量模拟的规模。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提一种基于多节点流量回放的网络背景生成系统，包括：多节点流量回放调度模块，流量文件预处理模块，回放网络生成模块以及多节点流量回放模块；

多节点流量回放调度模块用于在回放过程中对总体回放过程进行全局调度管理，通过对流量文件预处理模块，回放网络生成模块和多节点流量回放模块相互调用，共同完成多节点网络流量回放工作；

流量文件预处理模块对流量文件进行分割生成数据流文件，并对数据流文件进行统计分析，生成统计信息；生成的统计信息为回放网络生成模块提供输入信息；

回放网络生成模块用于利用流量文件预处理模块的统计信息，经过回放网络映射，输出构建回放网络拓扑所需的配置文件；根据配置文件生成回放网络及流量分配关系文件，并将数据流文件分发给虚拟节点；

多节点流量回放模块用于在生成的回放网络中，对齐回放节点时间，构造数据包和发送数据包，完成多节点回放任务。

优选地，多节点流量回放调度模块还用于读取用户控制命令，解析命令，获取回放程序开始时间；当用户输入时间早于当前时刻，回放程序默认完成所有初始化工作后立即开始；

流量文件预处理模块还用于读取流量文件，并对流量文件进行数据预处理，包括流量清洗，流量分割和信息统计；

回放网络生成模块还用于利用流量文件预处理模块生成文件，将数据流统计信息文件作为输入参数，经过映射算法后，得到回放网络拓扑文件，流量分配关系文件；完成回放网络拓扑构建和节点数据流文件下发以及IP映射文件的创建等回放网络生成任务；完成回放节点的初始化工作；

多节点流量回放模块还用于当回放节点接收回放过程开始的指令时，每台机器开始自身回放过程；每台机器中对数据包内容进行重构，放入缓冲区中根据相对时间间隔等待发送。

优选地，流量文件包含如下信息：时间戳timestamp，协议类型protocol，源IP地址src_ip，源端口号src_port，目的IP地址dst_ip，目的端口号dst_port和数据包内容信息content；根据四元组信息：

(src_ip，dst_ip，src_port，dst_port)