基于聚类分析的高性能包分类技术研究
批准号:
61502167
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
毕夏安
依托单位:
学科分类:
计算机网络
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘宏、李强、罗迅、王小慧、彭自立、彭亚云、周垠宇
中文摘要
包分类技术是路由器和防火墙等网络设备的核心技术,也是制约计算机网络发展的关键技术,具有重要的研究意义和应用前景。针对其面临的高性能挑战,如支持线速数据包处理、高可扩展性和OpenFlow网络等,本课题展开基于聚类分析的高性能包分类技术研究。首先,引入数据挖掘中的聚类分析理论,对包分类问题进行严格的形式化建模;其次,利用规则的聚集特征,以规则聚类为切入点,设计高效的包分类结构、算法和机制,重点研究基于空间分布密度聚类的、基于无前缀关系聚类的、基于前缀位聚类的、基于前缀长度聚类的高性能包分类算法;最后,通过“三段迭代式”的实验方案,使研究成果最终走向实际应用。本项目从理论研究出发,展开数据结构和算法的设计,最终走向系统部署的应用和优化,项目的研究成果能为相应网络设备的研发或者其他相关工作的开展提供参考和经验,具有良好学术价值和应用前景。
英文摘要
Packet classification technology is the key technology of network devices like routers and firewalls. It is also the key technology which restricts the development of computer networks. Thus, studying the packet classification technology has vital research significance and application prospects. This project studies the high-performance packet classification technology based on clustering analysis in order to solve high-performance problems such as supporting wire-speed packet processing, high scalability and OpenFlow network. First, we introduce the clustering analysis theory of data mining, and strictly model the problems of packet classification. Second, we design efficient packet classification structures, algorithms and mechanisms by utilizing the aggregation characteristics of rules. This project focuses on the high-performance packet classification algorithms based on the density of space distribution clustering, no prefix relationship clustering, prefix bit clustering and prefix length clustering. Finally, we realize the practical application of research results through the “three-stage iterative” experiment program. This project starts with the theoretical studies, and then designs the data structure and algorithm, and ultimately realizes the applications and optimization of system deployment. The research results of this project provide reference and experience for the development of network devices or other related works. This project has good academic value and application prospects.
近年来,云计算与大数据技术的蓬勃发展对网络的数据传输速度与质量提出了新的挑战。包分类技术是保障网络服务的关键技术之一,有效提升包分类技术的综合性能将为互联网的持续发展提供强有力的支持。针对本项目研究的基本问题,项目组主要从以下几个方面展开研究:基于聚类分析的理论,对包分类过程涉及的数据包、规则库和包分类算法等网络实体进行形式化建模;以网络数据包和分类规则的空间相关性为第一个切入点,从空间聚类的角度设计高效的包分类算法;以网络数据包前缀属性的关联性为第二个切入点,从前缀属性聚类的角度设计快速可靠的包分类算法;在未来网络逐渐兴起的背景下,将提出的包分类算法,应用到OpenFlow网络的数据包分类上。. 研究团队先后发表学术论文6篇,其中SCI5篇,EI1篇,并获得国家专利5项,软件著作权2项,圆满完成了既定的目标。取得的重要研究成果包括:一、实现了网络数据包和分类规则的精确映射机制,将包分类问题转化为多维空间中的点定位问题,并基于聚类分析对包分类问题进行形式化建模,为包分类问题的形式化建模提供了新的思路。二、根据分布密度聚类思想,对网络数据包和分类规则进行空间聚类,提出了基于空间分布密度聚类的包分类算法。三、根据不同前缀属性的聚类构建层次特里树,设计不存在回溯搜索和不需要重构整个特里树的包分类算法,提出了基于前缀属性聚类的高性能层次特里树包分类算法。四、面向未来网络OpenFlow包分类的多字段多匹配模式问题,设计了一种层次查找结构,将本项目的包分类算法加以实际应用,取得了良好的效果。项目所取得的成果将为后续包分类算法设计或者其他相关工作的开展提供参考和经验。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
Analysis of Progression Towards Alzheimer's Disease Based on Evolutionary Weighted Random Support Vector Machine Cluster
基于进化加权随机支持向量机簇的阿尔茨海默病进展分析
DOI:
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发表时间:
2018
期刊:
Frontiers in Neuroscience
影响因子:
4.3
作者:
[Xia-an Bi, Qian Xu, Xianhao Luo, Qi Sun, Zhigang Wang]
通讯作者:
Zhigang Wang
DOI:
10.3389/fninf.2018.00060
发表时间:
2018
期刊:
Frontiers in neuroinformatics
影响因子:
3.5
作者:
[Bi XA, Jiang Q, Sun Q, Shu Q, Liu Y]
通讯作者:
Liu Y
Hierarchical trie packet classification algorithm based on expectation-maximization clustering.
基于期望最大化聚类的层次trie包分类算法
DOI:
10.1371/journal.pone.0181049
发表时间:
2017
期刊:
PloS one
影响因子:
3.7
作者:
[Bi XA, Zhao J]
通讯作者:
Zhao J
基于多层次图注意力的阿尔茨海默症诊断与病因模式挖掘
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批准号:2026JJ50234
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2026
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负责人:毕夏安
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依托单位:
基于图卷积生成对抗网络的阿尔茨海默症风险预测研究
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批准号:2023JJ30410
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2023
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负责人:毕夏安
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依托单位:
基于多组学数据智能学习方法的阿尔茨海默症诊断与预测
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批准号:62372169
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:毕夏安
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依托单位:
面向阿尔茨海默症的多维度多组学数据融合挖掘方法研究
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批准号:62072173
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2020
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负责人:毕夏安
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依托单位:
随机集群技术在多模态脑科学大数据分析中的应用研究
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批准号:2020JJ4432
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2020
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负责人:毕夏安
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依托单位:
国内基金
海外基金