[发明专利]一种高速网络大象流精确测量方法及装置

权利要求书

1.一种高速网络大象流精确测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、接收网络数据包，解析首部重要字段并提取流关键字；

S200、设置基于Sketch的过滤器，计算所述网络数据包在所述过滤器中的映射位置，若映射位置对应的计数器值不小于过滤阈值，进入步骤S300；其中，所述过滤器为CU Sketch过滤器；

S300、设置基于Cuckoo哈希的提取器，在所述提取器中设置有投票流信息，所述投票流信息包括连接签名值、正票数和反票数，将所述网络数据包输送至所述提取器中，根据哈希函数和所述投票流信息对大象流进行测量和替换；其中，所述根据哈希函数和所述投票流信息对大象流进行测量和替换包括：

S310、对大象流进行测量：

S311、根据哈希函数计算所述网络数据包映射的两个哈希桶位置；

S312、在第一个哈希桶中判断以下情况：若第一个哈希桶有空槽时，则将连接签名值、正票数和反票数写入空槽，结束测量；若数据流已存在于第一个哈希桶中时，则将槽中的正票数加1，结束测量；若数据流不存在于第一个哈希桶中且第一个哈希桶中没有空槽时，将所有槽中的反票数均加1，进入步骤S313；

S313、在第二个哈希桶中判断以下情况：若第二个哈希桶有空槽时，则将连接签名值、正票数和反票数写入空槽，结束测量；若数据流已存在于第二个哈希桶中时，则将槽中的正票数加1，结束测量；若数据流不存在于第二个哈希桶中且第二个哈希桶中没有空槽时，将所有槽中的反票数均加1，进入步骤S320；

S320、对大象流进行替换：

S321、生成待替换缓存项item₁，根据哈希函数计算所述网络数据包映射的两个哈希桶位置；

S322、在两个哈希桶中，计算所有反票数与正票数的比值value，找出最大的比值value_max、以及value_max对应的哈希桶位置和槽位置；

S323、判断value_max是否达到替换阈值，若达到，则将item₁中信息插入value_max的对应槽中，结束替换；若未达到，则将value_max的对应槽中信息写入临时项item₂中，并将item₁中信息插入value_max的对应槽中，进入步骤S324；

S324、计算另一个哈希桶，若哈希桶未满，则将item₂中信息写入哈希桶中，结束替换；若哈希桶已满，则将item₂赋值给item₁，进入步骤S325；

S325、将踢除次数n加1，若n小于最大踢除次数，则跳转至步骤S322；若n不小于最大踢除次数，则删除缓存项item₁，结束替换。

2.根据权利要求1所述的一种高速网络大象流精确测量方法，其特征在于，还包括：

若所述映射位置对应的计数器值小于所述过滤阈值，所述计数器值加1，结束测量。

3.根据权利要求1所述的一种高速网络大象流精确测量方法，其特征在于，还包括：

S330、对数据流进行查询：

S331、接收到要查询的数据包，提取流关键字并生成连接签名值，根据哈希函数计算数据包映射的两个哈希桶位置，遍历第一个哈希桶中的所有槽并匹配连接签名值，若匹配成功，则返回正票数并标记为大象流，结束查询；若匹配失败，则进入步骤S332；

S332、遍历第二个哈希桶中的所有槽并匹配连接签名值，若匹配成功，则返回正票数并标记为大象流，结束查询；若匹配失败，则在所述过滤器中找出最小计数器值并标记为老鼠流，结束查询。

4.一种高速网络大象流精确测量装置，其特征在于，所述高速网络大象流精确测量装置用于执行权利要求1至3任一项所述的一种高速网络大象流精确测量方法，包括：老鼠流过滤层以及大象流测量层，所述老鼠流过滤层为基于Sketch的过滤器，所述过滤器中设置有过滤阈值，所述过滤器用于根据流关键字计算网络数据包的映射位置，并将映射位置对应的计数器值不小于过滤阈值的数据流踢除；其中，所述过滤器为CU Sketch过滤器；所述大象流测量层为基于Cuckoo哈希的提取器，所述提取器中设置有投票流信息，所述投票流信息包括连接签名值、正票数和反票数，所述提取器用于根据哈希函数和所述投票流信息对大象流进行测量和替换；其中，所述根据哈希函数和所述投票流信息对大象流进行测量和替换包括：

S310、对大象流进行测量：

S311、根据哈希函数计算所述网络数据包映射的两个哈希桶位置；

S312、在第一个哈希桶中判断以下情况：若第一个哈希桶有空槽时，则将连接签名值、正票数和反票数写入空槽，结束测量；若数据流已存在于第一个哈希桶中时，则将槽中的正票数加1，结束测量；若数据流不存在于第一个哈希桶中且第一个哈希桶中没有空槽时，将所有槽中的反票数均加1，进入步骤S313；

S313、在第二个哈希桶中判断以下情况：若第二个哈希桶有空槽时，则将连接签名值、正票数和反票数写入空槽，结束测量；若数据流已存在于第二个哈希桶中时，则将槽中的正票数加1，结束测量；若数据流不存在于第二个哈希桶中且第二个哈希桶中没有空槽时，将所有槽中的反票数均加1，进入步骤S320；

S320、对大象流进行替换：

S321、生成待替换缓存项item₁，根据哈希函数计算所述网络数据包映射的两个哈希桶位置；

S322、在两个哈希桶中，计算所有反票数与正票数的比值value，找出最大的比值value_max、以及value_max对应的哈希桶位置和槽位置；

S323、判断value_max是否达到替换阈值，若达到，则将item₁中信息插入value_max的对应槽中，结束替换；若未达到，则将value_max的对应槽中信息写入临时项item₂中，并将item₁中信息插入value_max的对应槽中，进入步骤S324；

S324、计算另一个哈希桶，若哈希桶未满，则将item₂中信息写入哈希桶中，结束替换；若哈希桶已满，则将item₂赋值给item₁，进入步骤S325；

S325、将踢除次数n加1，若n小于最大踢除次数，则跳转至步骤S322；若n不小于最大踢除次数，则删除缓存项item₁，结束替换。