[发明专利]一种基于云的主动探测方法和探测平台

说明书

本发明涉及一种基于云的主动探测方法和探测平台。该基于云的主动探测方法在探测节点中基于Docker容器构建对网络进行主动探测的探针，将针对特定探测目标的探测程序封装成Docker镜像；然后根据探测任务的配置需求，探测节点利用Docker容器中运行的探测程序对网络层、传输层、应用层进行主动探测。该基于云的主动探测平台包括节点管理模块、镜像管理模块、任务管理模块、容器管理模块、任务调度模块、用户访问界面。本发明能够支持网络层、传输层、应用层的探测，提供了API接口和Web用户界面两种访问方式，支持探测任务方便快捷地部署和维护，适用于网络数据采集、网络拓扑测量等多种应用场景。

技术领域

本发明属于网络技术领域，具体涉及一种基于云的主动探测方法和探测平台，支持网络层、传输层、应用层的探测。

背景技术

对网络进行主动探测有助于人们了解网络拓扑、性能、基础设施、流量特征，描绘网络用户及其行为特征、网络服务特征、网络资源映射及网络演化。网络探测分为被动探测和主动探测，在被动探测方式中，用于探测网络活动的探针部署至网络中，在大多数情况下探针部署于网络节点之间的连接上，用于记录、汇总该条连接上的网络流量信息；在主动探测方式中，通过向网络中发送数据、观察结果来研究网络的行为。主动探测平台是网络测量平台的一种实现方式。

近年来，国内外研究人员设计并实现了一系列网络测量平台和集成系统，主要包括PlanetLab、CAIDA Ark、DragonLab、Gperf等。

PlanetLab是一个全球范围的用于研究和测试新的网络应用的互联网络，也是开发全新互联网技术的开放式全球性测试实验平台，研究内容包括分布式存储、网络映射、P2P系统、查询处理，目前有1353节点和717个站点，主要由加入PlanetLab的研究机构和实验室提供的。每个节点上同时运行大量的虚拟机，每个虚拟机都被分配了相应的节点的资源(包括CPU、内存、带宽、硬盘等)，使得虚拟机如同物理主机一样可以安装和运行程序。切片是由许多节点的虚拟机组成的一个环境，用户可将试验部署于各自拥有的切片上，相当于部署在由多个节点上的虚拟机组成的一个大规模网络试验环境上。

CAIDA Ark是一个全球分布式测量平台，该平台通过分配硬件测量节点构建基础设施，具有地理多样性和拓扑多样性。Ark由位于圣地亚哥超级计算机中心的中央服务器的管理节点和位于40多个国家的专用测量节点组成。Ark的主要测量项目包括欺骗包工程、TCP的行为推断、IPv4和IPv6的稳定性测试、网络拓扑结构发现、拥塞发现等。Ark的网络测量主要是针对网路拓扑、网络拥塞、自治域等网络层的测量，不提供应用层的测量。

DragonLab是一个能支持各类网络技术验证、网络产品测试、应用系统开发和工程方案验证的远程网络实验平台，主要提供的服务包括网络性能测量、网络应用流量分析、网络攻击流量分析、网络用户行为分析。

GPerf是进行大规模、主动和被动测量相结合网络安全测绘平台，提供扫描、蜜罐、助防等服务。GPerf研究计划的宗旨是建立网络空间概念模型和网络空间测绘体系结构模型，突破网络空间测绘关键技术，建成全球网络空间测绘数据库，建成网络空间沙盘平台，全景和可视化展现全球网络空间。

上述国内外网络测量平台在面向网络空间资源探测还存在一些问题，主要表现在以下四个方面：

1.探针构建方面：一些平台的探针是基于虚拟机构建的，灵活性不足、启动时间较长、内存访问效率较低；

2.测量对象方面：主要对网络层、传输层进行测量，对应用层支持不好；

3.系统调度方面：现有调度算法对时间敏感型任务、地域敏感型任务的支持不足；

4.使用方式方面：主要基于API方式，系统开发和使用的灵活性不足。

发明内容