[发明专利]一种面向网络仿真环境的流量回放方法及系统

说明书

本发明提出一种面向网络仿真环境的流量回放方法和系统，可用于模拟、仿真等虚拟网络平台进行回放流量。考虑来自多接口采集流量的的所有通信端，将流量的多个采集点以及原始流量的IP映射到网络仿真环境的节点中，充分利用虚拟网络资源，实现回放流量与网络仿真环境产生流量的融合，并保证回放的准确性，提升网络仿真环境的真实性，实现环境、行为的全要素仿真，支撑场景还原、回溯推演等需求，提升流量数据的应用价值。

技术领域

本发明涉及虚拟化及流量回放领域，具体涉及一种面向网络仿真环境的流量回放方法及系统。

背景技术

随着虚拟化、网络模拟等技术的发展，网络安全工具测试、网络攻击场景构建等无法在复杂的真实网络中进行充分实施的网络空间研究越来越多地于网络仿真环境中展开，伴随而来的是网络仿真环境能否尽可能地提高其真实性来为相关的研究测试提供尽可能可信的研究平台。

网络仿真环境中需要有相应的流量支持，主要体现在以下几个方面：

1)未采用全实物部署的网络仿真环境，必定存在一定程度的虚拟抽象，无论何种虚拟抽象，流量的真实性都是衡量整个网络仿真环境真实性最为关键的指标，流量真实性包括背景流量与前景流量的真实性：真实的背景流量对应用和协议行为产生的影响远超过简单的流量模型。

2)实际网络的核心要素是环境与行为，目前构建网络仿真环境更侧重于网络环境本身的仿真，而缺乏对网络环境中的行为仿真，难以满足精细化、个性化的应用需求。

3)客观、真实、清楚的动态还原攻击防御过程、手段是网络仿真环境的关键需求，静态真实流量记录往往成为场景还原的唯一证据。

4)针对安全事件演变、攻防态势的模拟仿真，要求从主机行为和网络行为等多个方面做到可回溯、可改变、可推演以期望最大限度的路径覆盖。

针对以上问题，网络仿真环境中需要设计一个能够可控、可重现的流量回放方法，实现在保证内容、时序、数量一致性的前提下，达到回放流量与网络仿真环境产生流量的可融合、可交互，完善网络仿真环境流量体系，更好的满足网络仿真环境下研究复杂网络行为需求的目标。

无论真实网络环境还是虚拟网络环境，流量的生成方式均可归纳为两种：一种是直接利用分析模型驱动(model driven)的流量生成，在网络仿真环境中依据某种生成的流量会遵循某一具体的生成模型。另一种是追溯驱动(traced driven)的流量生成，基于已知的输入流量来回放，即流量回放。

模型驱动的流量生成使用某一数学模型生成流量数据以及环境数据，但模型的选取以及参数的配置直接影响流量的可信度。面对更为多样的网络研究需求，由于流量回放更具有通用性，可直接回放真实流量记录，它包含了真实流量的完整通信细节，对于复杂网络行为的研究更具有应用价值，但流量生成环境的限制使得真实流量环境一般应用于设备性能测试以及简单的防火墙、IDS的功能测试。网络仿真环境为复杂网络空间与行为的研究与测试提供了底层平台，因此，研究面向网络仿真环境流量回放技术大大提高了真实性与可用性，网络仿真环境中回放流量一方面可直接为研究者提供前景数据，另一方面也可作为背景流量，完善网络仿真环境的流量体系，对真实流量而言，底层回放环境的支持也大大发挥了流量数据的研究价值。

面向虚拟网络的流量回放具有重大应用价值，然而，目前常见的流量回放工具尚不能完全满足虚拟网络的流量回放需求。目前主要的流量回放技术有：

从软硬件的角度看，大部分采用软件实现方式实现流量回放，为提升高带宽流量的回放性能，一些研究提出采用FPGA等将回放技术硬件化。