网络异常流量识别与监控技术研究

第1章 DDoS攻击原理及特征

1.1 DDoS的原理及其发展

1.1.1 DoS/DDoS的概念

1.1.2 DDoS攻击原理

1.2 DDoS攻击的基本特征

1.3 DDoS分析方法研究

1.4 本章 小结

第2章 DDoS检测与防御相关研究综述

2.1 DDoS检测方法研究

2.1.1 基于流量自相似特性的流量检测

2.1.2 基于TCP攻击包中的SYN包和FIN包比例关系的检测

2.1.3 SYNCache和SYNCookie

2.1.4 Traceback

2.2 DDoS防范机制研究

2.2.1 基于认证机制的异常流量过滤

2.2.2 Ingress过滤

2.2.3 Pushback

2.2.4 自动化模型（控制器—代理模型）

2.3 路由器端防范DDoS攻击策略

2.3.1 基于拥塞控制的方法

2.3.2 基于异常的防范DDoS攻击策略

2.3.3 基于源的防范DDoS攻击策略

2.3.4 攻击响应

2.4 DDoS攻击的新发展及作者的研究成果

2.4.1 DDoS攻击的新发展

2.4.2 作者在DDoS攻击方面的研究成果

2.5 本章 小结

第3章 基于路由器DDoS检测的改进CUSUM算法

3.1 DDoS流量统计特征分析

3.1.1 分析步骤

3.1.2 结果分析

3.2 CUSUM算法描述

3.3 基于路由器的改进CUSUM算法（MCUSUM）

3.4 MCUSUM算法检测路由器端网络异常流量

3.4.1 端口统计量分析

3.4.2 算法分析

3.5 本章 小结

第4章 异常流量特征聚类算法

4.1 算法描述

4.2 AFCAA算法提取网络异常流量特征

4.3 算法测试系统MCTCS

4.3.1 测试环境

4.3.2 测试内容

4.3.3 测试步骤

4.4 本章 小结

第5章 APAANTIDDoS模型

5.1 模型定义

5.2 异常流量聚集

5.3 流量抽样

5.4 协议分析

5.4.1 协议分析反馈信息——Back调整

5.4.2 协议分析结构

5.4.3 过滤规则的产生

5.5 流量处理

5.6 配置

5.7 APAANTIDDoS算法分析

5.7.1 Hash映射表分析

5.7.2 HashTable映射碰撞分析

5.7.3 Hash映射表下限动态逼近算法

5.7.4 Hash映射表间断性溢出问题

5.7.5 DDoS攻击行为分析

5.7.6 误判纠正行为分析

5.8 本章 小结

第6章 基于源目的IP地址数据库的防范DDoS攻击策略

6.1 基于源目的IP地址数据库的防范DDoS攻击策略介绍

6.2 SDIM系统体系结构

6.3 SDIM系统设计

6.3.1 SDIM采用的平台

6.3.2 SDIAD系统流程

6.4 源目的IP地址数据库

6.4.1 SDIAD的存储

6.4.2 SDIAD的更新

6.4.3 常用的合法源目的IP地址对集合的建立

6.5 攻击检测策略和攻击流量的过滤

6.5.1 滑动窗口无参数CUSUM算法

6.5.2 攻击响应的位置和策略

6.5.3 SDIM系统攻击响应策略

6.6 SDIM系统仿真

6.6.1 SDIM系统实验模型

6.6.2 SDIM系统实验结果

6.6.3 实验数据分析

6.7 本章 小结

第7章 防抖动的地址聚集及MMULTOPS模式聚集设计

7.1 BloomFilter算法

7.2 改进的BloomFilter算法——AdaptedBloomFilter算法

7.3 防聚集抖动的CUSUM算法

7.4 MULTOPS结构与MMULTOPS结构

7.4.1 MULTOPS结构

7.4.2 MMULTOPS结构

7.5 模式聚集的研究

7.5.1 TCP、UDP和ICMP三种包的分类方式

7.5.2 TCP、UDP和ICMP三种聚集模式

7.6 基于MMULTOPS结构的模式聚集数据管理

7.7 基于MMULTOPS的检验系统的实现

7.8 系统仿真与测试

7.8.1 系统硬件配置及组网环境

7.8.2 系统参数配置

7.8.3 实验数据分析

7.9 本章 小结

第8章 AMAT系统总体设计

8.1 AMAT系统介绍

8.2 AMAT总体设计和子模块划分

8.3 异常流量识别模块

8.3.1 数据包采样子模块

8.3.2 地址聚集算法

8.3.3 地址聚集算法改进

8.3.4 基于AdaptedBloomFilter流量聚集子模块

8.3.5 防聚集抖动的累积算法

8.3.6 基于MCUMSUM流量累积子模块

8.3.7 基于AFCAA的异常流量聚类子模块

8.4 异常流量分类子模块

8.4.1 异常流量分类子模块原型

8.4.2 异常流量分类子模块的设计

8.4.3 基于AdaptedMULTOPS的数据管理

8.5 异常流量匹配与拒绝子模块

8.5.1 异常流量反应流程框图及实现机理

8.5.2 多层模式聚集

8.5.3 “公平退火”算法

8.6 本章 小结

第9章 AMAT系统详细设计

9.1 软件框架及配置简介

9.1.1 Netfilter在IPv4中的结构

9.1.2 软件结构

9.2 细化局部设计

9.2.1 内核空间系统

9.2.2 用户空间数据管理系统

9.3 模块详细设计

9.3.1 数据包采样设计说明

9.3.2 流量强度聚集设计说明

9.3.3 异常模式聚集设计说明

9.3.4 DoS/DDoS防御规则生成设计说明

9.3.5 目的地址识别设计说明

9.3.6 规则执行及反馈设计说明

9.3.7 系统信息输出设计说明

9.4 本章 小结

第10章 系统安装及测试

10.1 AMAT的软/硬件要求

10.2 Linux软件路由器的配置

10.3 AMAT的安装步骤

10.4 AMAT的配置方法

10.5 AMAT攻击端软件的安装和实现原理

10.6 AMAT攻击端工具使用方法和日志查看

10.6.1 攻击端工具使用方法

10.6.2 内核日志文件

10.6.3 用户层日志

10.7 AMAT具体测试

10.7.1 测试目标

10.7.2 测试用例及预期效果

10.7.3 TCP攻击部分

10.7.4 UDP攻击部分

10.7.5 ICMP攻击部分

10.7.6 MIX攻击部分

10.8 本章 小结

参考文献

《网络异常流量识别与监控技术研究》系统地阐述了路由器端异常流量的检测与防范技术。首先介绍了DoS和DDoS的原理，综述了目前DDoS异常流量的检测技术现状和最新的研究成果；在此基础上介绍了作者创新性地设计并实现的5种DDoS检测算法以及对算法进行的局部仿真测试。在理论研究的基础上，作者结合一个具体的研究项目将上述算法应用到具体的开发中，阐述了开发的系统的总体设计、详细设计及安装测试。《网络异常流量识别与监控技术研究》是作者多年从事科研项目研究的成果结晶，书中内容都来自具体的项目，有很好的工程基础，特色是学术与具体的工程应用相结合。《网络异常流量识别与监控技术研究》可作为计算机网络与信息安全相关专业研究生及高年级本科生的教材，也可作为科研人员的参考书，同时可作为研究生、博士生及老师论文写作的参考书。

《网络异常流量识别与监控技术研究》主要从6个方面对异常流量的检测进行了研究，创新性地提出了5种异常流量的检测方法并在具体的系统中得到了实现和验证。《网络异常流量识别与监控技术研究》的成果具有前沿性，同时又具备较高的应用价值。