盧來，鄧文，吳紹軍，黃錦煥

（廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院，湛江 524094）

0 引言

所謂高速網(wǎng)絡(luò)流的頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘是指在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中海量的數(shù)據(jù)流中找出頻率超出特定閾值的數(shù)據(jù)項(xiàng)。作為數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)流研究的重點(diǎn)工作，頻繁項(xiàng)挖掘不僅關(guān)系到計(jì)算機(jī)專家對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理，而且對(duì)于保障網(wǎng)絡(luò)安全也具有重要影響[1]。數(shù)據(jù)流中最為典型的模型為網(wǎng)絡(luò)流，對(duì)網(wǎng)絡(luò)流進(jìn)行分析可知，其除了具有一般數(shù)據(jù)流的動(dòng)態(tài)流動(dòng)且無法重演以及因數(shù)據(jù)量過多而無法全部保存等特點(diǎn)外，還具有報(bào)文的傳輸速率極高以及以少數(shù)的流項(xiàng)便可承擔(dān)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)荷載的特點(diǎn)。基于上述特點(diǎn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)進(jìn)行挖掘?qū)τ诒Ｕ暇W(wǎng)絡(luò)安全、規(guī)范網(wǎng)絡(luò)管理具有重要的作用和意義。

本文通過提出一種基于時(shí)間與流長(zhǎng)因素的網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘算法，即IWFIM，通過分析該方法的原理，進(jìn)而提出了基于散列方法與計(jì)數(shù)方法二者優(yōu)點(diǎn)的CBF-IWFIM算法，進(jìn)而對(duì)兩種算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)的識(shí)別展開深入研究。

1 網(wǎng)絡(luò)流的特性分析

由于頻繁項(xiàng)算法的性能是由數(shù)據(jù)流的分布來直接決定的，而網(wǎng)絡(luò)流又是數(shù)據(jù)流的一種典型表現(xiàn)形式，故在進(jìn)行頻繁項(xiàng)算法設(shè)計(jì)前，有必要對(duì)網(wǎng)絡(luò)流的特性展開分析。為了使所得網(wǎng)絡(luò)流的特性具有一般數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)，將研究對(duì)象確定為選取骨干鏈路1999-03-21以及2009-03-30和2011-08-013組流量數(shù)據(jù)集，并以5元組方式將3組流量數(shù)據(jù)集的IP報(bào)文歸并成數(shù)據(jù)流，在各組中隨機(jī)選出10000條網(wǎng)絡(luò)流作為分析對(duì)象，研究其相關(guān)特性[2]。經(jīng)分析可知，網(wǎng)絡(luò)流的持續(xù)時(shí)間t與流長(zhǎng)l無明顯現(xiàn)線性關(guān)系，而對(duì)于不同流長(zhǎng)而言，其流的持續(xù)時(shí)間在分布上也較為分散。例如，橢圓區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)流的持續(xù)時(shí)間不到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)流測(cè)量周期的1/2，而處于橢圓區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)流在處于1/2以上測(cè)量周期中并未接收到相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)文。而對(duì)于矩形區(qū)的網(wǎng)絡(luò)流而言，其流速雖然比較緩慢，但由于該部分流具有較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，使得矩形區(qū)的網(wǎng)絡(luò)流會(huì)隨著持續(xù)時(shí)間的增加而逐漸成為大流。對(duì)上述橢圓區(qū)和矩形區(qū)的網(wǎng)絡(luò)流進(jìn)行分析可知，雖然二者在整個(gè)測(cè)量周期中都具有相近的流長(zhǎng)，但若設(shè)定具體的時(shí)間段，研究2中IP流在特定時(shí)間段內(nèi)的流長(zhǎng)，將可能出現(xiàn)較大差異。由此可知，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)的挖掘算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要將流長(zhǎng)、流的時(shí)間以及流速等方面因素進(jìn)行綜合考慮。

2 IWFIM算法設(shè)計(jì)與分析

2.1 原理分析

對(duì)網(wǎng)絡(luò)流的特點(diǎn)進(jìn)行分析可知，流長(zhǎng)越大，則此流流長(zhǎng)超過閾值進(jìn)而成為網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)的可能性就越大。此外，區(qū)域內(nèi)，流的時(shí)間越新，在該流的最近一段時(shí)間中，其獲得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的可能性就越大[3]。以此為基礎(chǔ)，IWFIM將利用時(shí)時(shí)間與流長(zhǎng)組合賦權(quán)的方法將每一個(gè)具體的流項(xiàng)賦權(quán)，而當(dāng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流中的緩存為100%并此時(shí)有新流進(jìn)入時(shí)，IWFIM算法總是將當(dāng)前具有最小權(quán)值的網(wǎng)絡(luò)流項(xiàng)。由于此時(shí)，數(shù)據(jù)流對(duì)計(jì)算機(jī)和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的緩存占用同收到報(bào)文的數(shù)量極為緊密，故本算法以達(dá)到的報(bào)文在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的序號(hào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流的時(shí)間因素進(jìn)行描述。

設(shè) IWFIM 中 F=＜ID，f，weight＞，其中 5 元組用 ID 來表示，f為網(wǎng)絡(luò)流F的長(zhǎng)度，流的權(quán)值表示為weight[4]。需要說明的是weight為流長(zhǎng)、時(shí)間分別為權(quán)重系數(shù)α與β的多項(xiàng)式之和，表示為weight=αf+βiF，式中，達(dá)到的報(bào)文在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的序號(hào)為達(dá)到的報(bào)文在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的序號(hào)為iF。若某一網(wǎng)絡(luò)流Fhit中已有報(bào)文Xhit抵達(dá)，則Fhit的流長(zhǎng)與權(quán)重經(jīng)更新后表示如下：fhit=fhit+1，weight=αf+βi，（f=fhit）值得注意的是如果所抵達(dá)的報(bào)文Xhit并未命中網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘算法即IWFIM算法中的任何流，則應(yīng)新建流項(xiàng) Fnew=＜IDhit，1，αf+βi＞。由于網(wǎng)絡(luò)流中的短流占據(jù)全部網(wǎng)絡(luò)流數(shù)的半數(shù)以上，故為了盡量避免后期所出現(xiàn)的某一單報(bào)文流便可將前期一個(gè)較大的流項(xiàng)淘汰的情況，有且僅有新流Fnew的權(quán)值超過IWFIM算法中緩存流的最小權(quán)值時(shí)，采用Fnew替換原IWFIM算法中緩存的最小權(quán)值流項(xiàng)[5]。

由于網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)的另一特點(diǎn)為不同流的持續(xù)時(shí)間也具有較大差異，且多半大流的持續(xù)時(shí)間較少（未達(dá)到整個(gè)測(cè)量周期的1/2），故此類流若在小于半個(gè)測(cè)量周期內(nèi)便結(jié)束，則在后半個(gè)測(cè)量周期內(nèi)，其權(quán)值始終保持不變。又由于后到達(dá)的新流Fnew初始權(quán)重的變化與其時(shí)間的變化呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)，即新流權(quán)重歲時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加[6]。因此，即便后期到達(dá)的新流流長(zhǎng)較小，若流到達(dá)的時(shí)間間隔足夠大，后期到達(dá)的新流權(quán)值也將超過前半個(gè)測(cè)量周期中大流的權(quán)值，進(jìn)而將其淘汰出流的緩存空間，故在利用IWFIM算法時(shí)，需要先對(duì)前期所識(shí)別出的大流進(jìn)行保護(hù)。

2.2 算法分析

IWFIM將網(wǎng)絡(luò)中的全部緩存空間劃分為P與M，其中算法所識(shí)別出的頻繁項(xiàng)流以緩存P進(jìn)行保存（初始值為0）。當(dāng)緩存M中出現(xiàn)大于閾值的大流T流時(shí)，緩存P+1，M-1，并將T由M轉(zhuǎn)移到P中[7]。M緩存以時(shí)間與流長(zhǎng)組合賦權(quán)的方式將網(wǎng)絡(luò)流中的頻繁項(xiàng)進(jìn)行挖掘，緩存M每進(jìn)行1次剪枝操作，便將權(quán)值最小的流項(xiàng)刪除。

對(duì)IWFIM算法的參數(shù)進(jìn)行選擇如下：由于權(quán)值weight=αf+βi，對(duì)于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)流項(xiàng)而言，若α與β的取值不同，則該流的權(quán)值也有所不同，且IWFIM剪枝操作的順序也不完全相同。具體來說就是，α與β的取值會(huì)對(duì)IWFIM算法的性能產(chǎn)生直接影響，且此算法下剪枝操作的順序與各個(gè)流項(xiàng)的權(quán)值大小的排列次序相關(guān)聯(lián)，且與各流項(xiàng)的具體權(quán)值大小無關(guān)，這表示在IWFIM算法中，剪枝操作并不受α與β同時(shí)擴(kuò)大或縮小相應(yīng)的倍數(shù)的影響[8]。由于在并不知曉網(wǎng)絡(luò)流量具體分布的前提下很難找到一個(gè)β值進(jìn)而保證IWFIM算法所提取的網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)效果最好，故本文在確定β值方面采取一種啟發(fā)式的原理，利用網(wǎng)絡(luò)中新到流的權(quán)值要略大于各流項(xiàng)的平均權(quán)值。因此，新到的流總是可以替換出緩存內(nèi)具有較小平均流長(zhǎng)的流。以l表示該算法的表項(xiàng)數(shù)量，若β=1/l，則新到流權(quán)值表示為weightnew=1+1/l，由此可知，新到流Fnew的權(quán)值weightnew要比平均流大，故能夠滿足要求，進(jìn)而將參數(shù)β確定為β=1/l。

對(duì)此算法進(jìn)行復(fù)雜度的分析如下：在IWFIM算法中如以散列的方法對(duì)報(bào)文的位置進(jìn)行查找，則所查找報(bào)文的時(shí)間的復(fù)雜度和緩存P中網(wǎng)絡(luò)流更新的復(fù)雜度均為O（l）。此外，緩存M中命中流項(xiàng)權(quán)值時(shí)間及流長(zhǎng)的復(fù)雜度也為O（l）。當(dāng)緩存P與M中均未命中新到流項(xiàng)Fnew時(shí)，則需要從M中找出當(dāng)前具有最小權(quán)值weightmin的流項(xiàng)，其時(shí)間的復(fù)雜度為 O（l2）[9]。由此可知，在IWFIM算法中，報(bào)文時(shí)間復(fù)雜度最差，即最復(fù)雜時(shí)為 O（l2），最優(yōu)為 O（1）。

3 CBF-IWFIM算法設(shè)計(jì)與分析

3.1 原理分析

由第2節(jié)可知，與流相比，網(wǎng)絡(luò)中的短流在總體的網(wǎng)絡(luò)流中占有極高的比例，而需要說明的是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)遭遇DDoS攻擊即分布式拒絕服務(wù)攻擊時(shí)，在較短的時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的短流以急劇的速度增長(zhǎng)，又由于以技術(shù)算法為主的頻繁項(xiàng)挖掘算法的每一個(gè)流項(xiàng)所占據(jù)的網(wǎng)絡(luò)緩存流量相同，故計(jì)數(shù)算法下的大部分流量都會(huì)被網(wǎng)絡(luò)中的短流占據(jù)[10]。因此，在大量短流存在于緩存區(qū)的情況下，將會(huì)對(duì)頻繁項(xiàng)挖掘算法的識(shí)別產(chǎn)生較大阻礙。綜上所述，在有限的緩存區(qū)中將網(wǎng)絡(luò)中的部分短流進(jìn)行過濾，進(jìn)而減少進(jìn)入計(jì)數(shù)算法的流數(shù)，將會(huì)有效提高頻繁項(xiàng)挖掘效果。為此，本文引入CBFIWFIM算法，即基于計(jì)數(shù)型布魯姆過濾（CBF）的網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)挖掘算法（IWFIM）進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)的挖掘工作。在將散列算法與計(jì)數(shù)算法各自優(yōu)勢(shì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過借助散列的方法將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中需要進(jìn)行頻繁挖掘的流項(xiàng)數(shù)目盡可能地減少，并以計(jì)數(shù)算法將IP流信息進(jìn)行有效保存，從而使當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的部分短流因受到散列沖突而進(jìn)入布魯姆過濾器CBF，并由IWFIM算法將其淘汰。CBF-IWFIM算法的原理圖如圖1所示。

圖1 CBF-IWFIM算法的原理圖

在應(yīng)用CBF-IWFIM算法時(shí)需要注意的是，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的短流（流長(zhǎng)小于16）占據(jù)總體流數(shù)量的半數(shù)以上的比例，故基于計(jì)數(shù)型的CBF中的每個(gè)計(jì)數(shù)器的閾值TCBF設(shè)置為15即可。當(dāng)CBF中每個(gè)計(jì)數(shù)器的值L=TCBF時(shí)，則判定為該流項(xiàng)已經(jīng)通過CBF。又由于網(wǎng)絡(luò)流中存在相應(yīng)的散列沖突，故CBF的人過濾效果與其自身計(jì)數(shù)器的顯示值呈現(xiàn)出顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即過濾效果隨著計(jì)數(shù)器數(shù)值的增加而逐漸減少，當(dāng)CBF中所顯示的計(jì)數(shù)器的值等于TCBF的NCBF的數(shù)量超過網(wǎng)絡(luò)中短流數(shù)量N0時(shí)，布魯姆過濾器將執(zhí)行剪枝操作，即過濾器中的全部非0值均在原有的基礎(chǔ)上減1。對(duì)于隨新到流項(xiàng)Fnew而抵達(dá)的新報(bào)文Xi而言，首先需對(duì)其位置進(jìn)行判斷，并判斷Xi是否在IWFIM中，若是，則繼續(xù)利用IWFIM算法對(duì)Xi進(jìn)行處理，若否，則通過CBF即布魯姆過濾器對(duì)Xi進(jìn)行處理。

3.2 算法分析

對(duì)CBF進(jìn)行分析可知，由于其無需將IP流的5元組進(jìn)行保存，且對(duì)與其相關(guān)的指針信息也無需保存，又由于每個(gè)計(jì)數(shù)器設(shè)置為4b即可，故基于CBF的網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)具有較高的空間利用率。對(duì)其挖掘網(wǎng)絡(luò)頻繁項(xiàng)的時(shí)間復(fù)雜度進(jìn)行分析可知，相較于單一的IWFIM算法，CBF-IWFIM算法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中不在IWFM的流項(xiàng)，還需添加計(jì)數(shù)器更新以及新的散列運(yùn)算等相關(guān)操作，且操作時(shí)間的復(fù)雜度也大都為O（1），故在時(shí)間復(fù)雜度方面，兩種算法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)頻繁項(xiàng)的數(shù)據(jù)挖掘較為相似。

對(duì)CBF過濾器對(duì)網(wǎng)絡(luò)中大流的影響做出如下分析。若在t時(shí)刻，CBF過濾器中有流項(xiàng)F通過，對(duì)于繼F后到達(dá)的報(bào)文Xi，只要其與流項(xiàng)F中的前一報(bào)文Xi-1到達(dá)的時(shí)間間隔處于CBF-IWFIM兩次剪枝操作的時(shí)間間隔之間，則對(duì)F本身進(jìn)行分析可知，其存在著減1或不變兩種可能。值得注意的是，無論流項(xiàng)F自減1還是保持不變，在CBF過濾器執(zhí)行過濾操作后，均能夠使F所影射的CBF過濾器中的k個(gè)計(jì)數(shù)器的值為TCBF，而過濾操作被執(zhí)行的過程中，將不會(huì)對(duì)流項(xiàng)F的通過產(chǎn)生影響。由此可知，CBF-IWFIM算法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中大流通過所造成的影響是較為有限的。

對(duì)CBF過濾器對(duì)網(wǎng)絡(luò)中短流的影響做出如下分析。在忽略網(wǎng)絡(luò)流項(xiàng)的散列沖突的前提下，流長(zhǎng)l＜TCBF的流項(xiàng)并不能通過CBF過濾器。而由3.1中CBFIWFIM的原理可知，即便在存在散列沖突的情況下，高速網(wǎng)絡(luò)中的短流通過了CBF過濾器，在IWFIM的作用下，其也會(huì)被立即淘汰，這也是CBF-IWFIM為什么不要求CBF過濾器將全部短流進(jìn)行過濾的原因。而在網(wǎng)絡(luò)中短流未通過CBF過濾器或已通過過濾器的短流被IWFIM算法淘汰時(shí)，CBF-IWFIM通過對(duì)CBF過濾器中計(jì)數(shù)器值為TCBF的計(jì)數(shù)器數(shù)量NCBF進(jìn)行限制，進(jìn)而確保過濾器中所產(chǎn)生散列沖突的概率可以被限定在有限區(qū)間內(nèi)。由此可見，基于CBF-IWFIM的高速網(wǎng)絡(luò)的頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘算法可以即時(shí)過濾掉網(wǎng)絡(luò)中的短流。具體算法如下：

輸入：網(wǎng)絡(luò)報(bào)文{X1，X2...Xn}，Xi=＜IDx，i＞。輸入式中，報(bào)文Xi的5元組用IDx來表示，且Xi的序號(hào)用i來表示。

輸出：IWFIM算法中緩存P的所有流項(xiàng)。具體步驟為：（1）當(dāng)Xi到達(dá)時(shí)，對(duì)5元組進(jìn)行查找，并確定IWFIM中是否存在IDx、，若存在，則調(diào)用IWFIM算法對(duì)此報(bào)文進(jìn)行處理，若不存在，則跳轉(zhuǎn)到下一步；（2）以散列算法將與5元組相對(duì)應(yīng)的布魯姆過濾器中的k個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)算出來，并對(duì)其中未達(dá)到TCBF的計(jì)數(shù)器加1，并對(duì)CBF中k個(gè)計(jì)數(shù)器的值是否均達(dá)到TCBF進(jìn)行判斷，若為True，則CBF允許Xi通過，若為false，則轉(zhuǎn)入下一步；（3）對(duì)CBF中計(jì)數(shù)器的值為TCBF的數(shù)量NCBF進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，若其大于等于N0，則過濾器計(jì)數(shù)器的非0值均做減1操作，隨機(jī)結(jié)束此次循環(huán)并等待下一個(gè)報(bào)文Xi+1到來。

4 實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)

4.1 實(shí)驗(yàn)材料

本次實(shí)驗(yàn)主要分為對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理以及頻繁項(xiàng)的挖掘兩方面。在數(shù)據(jù)的預(yù)處理方面，通過借助Plab開發(fā)包對(duì)網(wǎng)絡(luò)流長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)流的持續(xù)時(shí)間以及IP報(bào)文5元組等相關(guān)信息進(jìn)行采集并記錄，進(jìn)而將此階段所采集到的頻繁項(xiàng)與網(wǎng)絡(luò)流的流長(zhǎng)共同作為算法效果的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。在網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)的挖掘階段，通過利用數(shù)學(xué)軟件MATLAB在windows XP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)IWFIM與CBFIWFIM兩種算法。本次實(shí)驗(yàn)所選取的網(wǎng)絡(luò)流數(shù)據(jù)集為CAIDA所提供的一條型號(hào)為OC48鏈路的網(wǎng)絡(luò)流量trace-2013與trace-2011。

4.2 基于IWFIM算法的參數(shù)設(shè)置

本次研究將網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)定義為出現(xiàn)頻次大于1000的IP流。設(shè)Nt與Nf分別為正確檢測(cè)出的大流數(shù)量與網(wǎng)絡(luò)中誤檢測(cè)的大流數(shù)量，由IWFIM算法所檢測(cè)出的大流流長(zhǎng)于網(wǎng)絡(luò)中原流長(zhǎng)之間差的絕對(duì)值同原流長(zhǎng)之比的平均值為本次實(shí)驗(yàn)的頻數(shù)均差率E。由3.1中所述的IWFIM原理可知，IWFIM算法并不會(huì)出現(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)大流進(jìn)行誤報(bào)的情況，故參數(shù)Nf=0。通過實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)表項(xiàng)數(shù)目l固定時(shí)，頻數(shù)均差率E與大流數(shù)量Nt則分別存在著極小值與極大值，以Nt為例，當(dāng)表項(xiàng)數(shù)目l分別為 6000、8000、10000 時(shí)，Nt的極大值分別位于β=1/l、β=1/10000（但與（Nt1/l）相差僅為 5）和β=1/11000（但與（Nt1/l）相差僅為3）。而對(duì)于頻數(shù)均差率E而言，當(dāng)l固定時(shí)，其具有較小的變化幅度，可忽略不計(jì)。由此可知，當(dāng)表項(xiàng)數(shù)l固定時(shí)，IWFIM算法較為適合參數(shù)β=1/l的網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)的數(shù)據(jù)處理。

4.3 CBF-IWFIM算法的過濾效果分析

當(dāng)利用CBF-IWFIM算法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)挖掘時(shí)，將CBF中計(jì)數(shù)器的數(shù)量設(shè)置為N=214，并將4b設(shè)置成CBF計(jì)數(shù)器的位寬，設(shè)置散列函數(shù)數(shù)目k=3，N0=N/4，TCBF=15。將 CBF-IWFIM的表項(xiàng)數(shù)目l設(shè)置為10000，β=1/l。需要說明的是，由于在IWFIM算法中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)流表項(xiàng)需要對(duì)流技術(shù)器、流指針以及IP5元組等信息進(jìn)行保存。將每個(gè)流表項(xiàng)位寬設(shè)置為200b，則對(duì)CBF過濾器進(jìn)行分析可知，過濾器占用的位寬不足500b。由此可知，CBF具有較高的空間利用率。

表1給出了CBF算法的原始流量信息以及到達(dá)IWFIM信息模塊中的流量信息對(duì)比情況。

在實(shí)驗(yàn)過程中，通過對(duì)CBF-IWFIM算法的頻繁項(xiàng)挖掘信息與IWFM算法的模塊流量信息進(jìn)行比較，進(jìn)而得出CBF具有較好過濾效果的結(jié)論，進(jìn)而說明了基于CBF-IWFIM的高速網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘算法可以在確保大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文得以正常通過的前提下，使IWFIM的表項(xiàng)數(shù)發(fā)生變化，即降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，表明CBF可將網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)的短流進(jìn)行過濾，從而降低對(duì)計(jì)數(shù)算法處理的壓力，并提高CBF-IWFIM中計(jì)數(shù)算法的頻繁項(xiàng)挖掘效果。

5 結(jié)語

本文通過對(duì)高速網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘的概念進(jìn)行闡述，在結(jié)合網(wǎng)絡(luò)流的特性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，從網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘的IWFIM算法與CBF-IWFIM算法兩方面對(duì)其在高速網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘中的應(yīng)用展開了實(shí)驗(yàn)分析。由本次實(shí)驗(yàn)可知，IWFIM所采用的流長(zhǎng)與時(shí)間組合賦權(quán)值的方式實(shí)際上是對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)流項(xiàng)賦權(quán)，且在此算法下每次進(jìn)行剪枝操作時(shí)，總是將具有最小權(quán)值的流項(xiàng)進(jìn)行刪除。而CBF-IWFIM算法所改進(jìn)的布魯姆過濾器將網(wǎng)絡(luò)中的絕大多數(shù)的短流進(jìn)行過濾，隨后再采用IWFIM算法實(shí)現(xiàn)頻繁項(xiàng)的數(shù)據(jù)挖掘。通過本次實(shí)驗(yàn)表明，IWFIM與CBF-IWFIM算法在告訴網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘計(jì)算方面均具有良好效果，且與IWFIM算法相比，CBF-IWFIM算法的空間利用率更高?？梢?，未來加強(qiáng)對(duì)挖掘算法在高速網(wǎng)絡(luò)流頻繁項(xiàng)計(jì)算中的應(yīng)用研究對(duì)于保障網(wǎng)絡(luò)安全提高網(wǎng)絡(luò)管理效率具有重要的歷史作用和現(xiàn)實(shí)意義。

表1 CBF-IWFIM過濾算法中CBF的過濾效果