淺析VoIP監(jiān)測
| 確率需要達到99.999%的情況下使用Bloom Filter已經(jīng)意義不大,而且Bloom Filter實現(xiàn)起來仍然需要大量設備與存取器件,我們設計出一種新的算法: 并行硬件過濾算法,同時采用硬件實現(xiàn)了該算法。 ?。ǎ常?nbsp; 算法介紹 令 表示一串字符表 ,我們將整個字符分段.下面的表1給出了一個例子,其中 m=6。 下面我們將縱向上的一個串放到一個環(huán)形數(shù)字圖上進行分析。令 分別表示的縱向方向上存在******空襲的******值和最小值。以表1的第一個串為例,按照從小到大,在構(gòu)成環(huán)的方式。其中可以看出01010101與11000011之間的空隙******,因此max()=11000011,min()=01010101.由于空隙的出現(xiàn)有可能在兩端(例如:00000000和11111111之間),我們設置一個位寄存器flag來記錄是否存在這樣的現(xiàn)象。 對于任何進行匹配的字符串,取出相應的字段K,然后按照下面的偽碼來進行分析。 if(min<k<max) if(flag = 0)丟棄該包 else 本節(jié)匹配 else if(flag = 0) 本節(jié)匹配 else丟棄該包 ?。ǎ矗?nbsp; 硬件實現(xiàn) 圖7介紹了硬件的實現(xiàn)結(jié)構(gòu),改結(jié)構(gòu)實現(xiàn)上面的偽碼算法.值得注意的是該硬件結(jié)構(gòu)需要硬件少,而且都是高速器件,因此完全可以滿足OC192的百萬包/秒的速度。 由于這種查找具有并行的特點,因此采用硬件復制的方法進行并行查找,同時在查找結(jié)果進行邏輯乘的運算,輸出就是匹配結(jié)果。 ?。ǎ担?nbsp; 算法分析的試驗結(jié)果 算法的第一個特點就是算法構(gòu)造簡單、實現(xiàn)硬件簡單、高速。第二個特點就是排除的可能性很好。假設某個字段排除的可能性為 ,那么對于n個并行器件的排除的可能性為 ,當 時 。這個結(jié)果表明有98.65%的數(shù)據(jù)包將不經(jīng)過分析而直接被排除。 將現(xiàn)有的VoIP協(xié)議關鍵字段放入查找結(jié)構(gòu),在匹配的過程中只有百分之二的數(shù)據(jù)包進入緩沖,OC192的網(wǎng)絡流量只有204.8Mb的流量進入緩沖分析,采用嵌入式系統(tǒng)進行分析是低端設備就可以完成的。 五、效果評價 當前我們已經(jīng)成功實現(xiàn)VoIP監(jiān)測系統(tǒng)，并且在福建各地市電信的骨干網(wǎng)進行應用。這個系統(tǒng)核心技術部件包括： （１）并行硬件過濾系統(tǒng)，這個系統(tǒng)模擬人的記憶思維模式，在利用少量并行器件進行網(wǎng)絡海量數(shù)據(jù)包的過濾。這個系統(tǒng)能夠保證被過濾的數(shù)據(jù)包不是需要協(xié)議，而過濾后的數(shù)據(jù)允許部分錯誤判斷地特點，快速將網(wǎng)絡流量的95％以上進行過濾，從而在低端嵌入式系統(tǒng)就能實現(xiàn)線速分析骨干網(wǎng)絡數(shù)據(jù)。 ?。ǎ玻┰O備利用低端器件完成骨干網(wǎng)絡的監(jiān)測任務,對于設備的價格降低十分有利,相比其他OC192的設備相比價格比同類設備低一個數(shù)量級。 通過在實際部署、采集和分析，發(fā)現(xiàn)我省IP網(wǎng)絡上確實存在一定的VoIP話務量，部分地區(qū)VoIP分流的長途話務量較大。以廈門本地網(wǎng)測試為例說明測試情況及控制效果。 經(jīng)過對廈門城域網(wǎng)匯聚層交換機Cisco6509的一條上行千兆鏈路連續(xù)一天的測試，發(fā)現(xiàn)了20多個語音網(wǎng)關在利用廈門電信的互聯(lián)網(wǎng)進行語音業(yè)務，呼叫量共計1157次。其中至臺灣的幾個VoIP網(wǎng)關（臺灣Savecom公司）呼叫量占90%以上，由于測試設備為100M端口，抽樣率為10%左右，該中繼上實際產(chǎn)生的呼叫應該約為11570次左右，大量分流了廈門的長途電話業(yè)務。目前，廈門分公司已針對分析結(jié)果，對臺灣的VOIP網(wǎng)關IP地址進行了封堵，結(jié)果如下：第一次封堵4個IP的次日（3月1日），廈門電信的臺灣發(fā)話應答次數(shù)（基本等同于話單數(shù)）增長59%，話務量增長62%；第二次封堵另4個IP的次日（3月14日），廈門電信的臺灣發(fā)話應答次數(shù)增長59%，話務量增長17%。 3月份（計費月）廈門電信的臺灣發(fā)話應答次數(shù)增長112%，話務量增長63%；國際話務（含臺灣）應答次數(shù)增長30%，話務量增長39%；扣除臺灣話務后的國際話務應答次數(shù)增長16%，話務量增長18%；3月份臺灣話務占國際話務的33.5%。 同期（3月份）廈門電信香港發(fā)話應答次數(shù)增長19%，話務量增長15%；澳門發(fā)話應答次數(shù)增長2%，話務量增長8%。 六結(jié)論 VoIP監(jiān)測系統(tǒng)利用VoIP協(xié)議本身特點,采用新型算法和硬件結(jié)構(gòu),來完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的過濾,在達到高比率過去的情況下保證電信級的應用。在采用低端設備來完成高速網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析的任務,降低了設備的成本,為大面積,多層次的布置分析系統(tǒng)奠定了基礎。 |
