[发明专利]一种跳变网络多节点网络延迟时间窗计算方法

说明书

本发明提出了一种跳变网络多节点网络延迟时间窗计算方法。所述方法包括总控制器、多个可信设备。总控制器设置跳变网络中网络参数跳变的时间周期、跳变网络节点的网络参数集合；可信设备设置读取在每个网络参数跳变的时间周期对应的数据包观测窗口通过时间窗口算法读入多个数据包的传输时间均值和路由跳数均值，依此计算每个网络参数跳变的时间周期的对应的每个可信设备的网络延迟时间窗；本发明优点在于提出一个种适用于网络多跳传输的时间窗估计算法，可以使得在一般网络传输条件下都可以利用时间窗方法最大限度地接收跳变时的网络延迟数据包，以尽可能减少跳变网络导致的延迟丢包，有效地提升网络资源紧张时系统的服务性能。

技术领域

本发明属于网络安全领域，尤其是涉及一种跳变网络多节点网络延迟时间窗计算方法。

背景技术

传统网络防御技术如安全漏洞扫描、防火墙、入侵检测等等陆续地被研究出来。这些极大地提高了网络防御水平，逐渐成为了网络安全防御的标配。但是，随着网络攻击手段的不断更新，在面对诸如木马端口跳变、跳代理攻击、协议转化攻击、DDoS攻击以及形形色色的未知攻击手段面前，目前广泛采用的防御技术越来越显得力不从心。跳变网络致力于构建一种动态的、异构的、不确定的网络，通过增加系统随机性或减少系统的可预见性，以达到预防、延迟或阻断网络攻击的目的。并且跳变网络一直是其中最活跃的研究方向，现已取得了令人瞩目的研究成果。

随着研究的深入和技术方案的逐渐成熟，人们也开始关注由于跳变网络给正常的网络功能和性能带来的影响以及如何减少这些影响。其中一方面就是所谓的延迟丢包问题，即当网络中各节点在同步进行跳变时，由于传输网络延迟，一部分以跳变前的网络地址传输的数据没能在跳变时到达要接收的节点，当然不能被跳变之后的节点正确接收，从而造成一定的额外传输丢包。延迟丢包问题，不仅会造成传输性能的降低，严重时还会干扰正常的网络功能的发挥，特别是在网络资源紧张、传输路径长以及跳变比较频繁时更加严重。

针对网络延迟丢包问题，一般解决方法是在发送端主机或接收端主机加时间窗，其方法是使接收端参数的跳变相对发送端参数跳变的时刻滞后一段时间(即所谓的时间窗)，以便预留出一个时间窗或间隙用以回收跳变前一周期发送的正在传输的那部分数据包。很显然，预留出的时间窗(间隙)不能太小，也不能太大。若时间窗太小的话，就有相当部分延迟到达的跳变前一周期的数据包由于网络参数改变不能接收；而如果时间窗太大的话，虽然前一周期发送的延迟中的数据包可以全部被回收，但会导致以新的跳变周期网络参数发送的一部分数据包由于接收端网络参数没有及时改变而无法被正常接收。理论上，最佳的时间窗等于跳变网络时的网络延时。但实际上，由于网络延时总是动态变化的，也就是不能预先被准确预知，所以如何根据当时监测到的过去的网络延时估计跳变时的网络延时(即最佳时间窗估计)一直是时间窗技术研究的关键。目前，跳变网络时间窗估计算法的研究主要集中在端到端的跳变网络传输场景，其基本思想是通过监测两节点之间跳变前一段时间内数据包的平均网络延迟作为时间窗的估计结果，这些算法一般都能最大限度地接收跳变时的网络延迟数据包。但这种端到端跳变网络时间窗估计算法并不适用于一般性的跳变网络传输场景。这是因为，在一般网络通信场景下，数据就不再只限于端到端传输，很多情况下，数据从发送节点传输到接收节点，往往需要经过多跳转发才能完成。此时，数据包需要经过一个或多个中间节点，而这些中间节点在跳变网络时同样会产生网络延迟丢包，而总的传输延迟丢包就等于传输路径上所有的节点产生的丢包总和。因此现有的适用于端到端传输的时间窗估计算法就不再适用。针对上述问题，经过理论分析，我们发明了一种适用于网络多跳传输的时间窗估计算法，可以使得在一般网络传输条件下即使存在多跳转发传输情况都可以利用时间窗方法最大限度地接收跳变时的网络延迟数据包，以尽可能减少跳变网络导致的延迟丢包。

本发明提出一种时间窗估计方法，所具备的特点如下：

该方法对网络跳变延迟时间窗的最佳估计可以适用于网络多跳传输，使得网络跳变时间窗技术能够应用到一般性的网络传输而不再只局限于端到端传输。

发明内容

本发明的技术方案为一种跳变网络多节点网络延迟时间窗计算方法。