1.一种广义网络温度与深度学习结合的网络异常预警方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)定义网络拥塞状态,所述网络拥塞状态包括:S0、S1、S2、S3;S0对应正常状态,S1对应轻度拥塞状态、S2对应中度拥塞状态,S3对应重度拥塞状态;
2)利用工具软件获取网络流特征的数值,所述网络流特征包括:链路数量|E|,数据包数量k,香农熵变化量ΔH,单位时间内数据包总长度∑L,单位时间内单个数据包平均包长度的变化量ΔPL;
3)计算广义网络温度PL_GNT,计算公式如下:
4)计算网络比热容NHC,计算公式如下:
G
其中ΔT代表PL_GNT的变化量,Δk代表单位时间内数据包变化量;
5)初次划分网络拥塞状态S;
6)定义NHC的阈值范围为: 为NHC的均值,计算公式如下:σ为NHC的方差,计算公式如下:
其中,i代表数据的最大个数,j∈[1,i];
7)对拥塞状态进行二次划分;
8)预测网络特征数值与网络拥塞状态;
9)构造网络攻击概率函数PAttack(t),公式如下:PAttack(t)=PState(t)+PAverage(t,timestamp)PState(t)是当前时刻拥塞状态映射的攻击概率,PAverage(t,timestamp)是给定时间段内的平均攻击概率;
10)连接Bi‑GRU模型与Stacking模型,预测并计算m种网络特征数值以及对应的拥塞状态;
11)进行网络攻击预警,所述网络攻击预警的条件是:当某一时刻的流量同时满足PState(t)≥2且PAttack(t)≥80%时,认为该时刻产生网络攻击,向用户发出警报。
2.如权利要求1所述的广义网络温度与深度学习结合的网络异常预警方法,其特征在G于,所述步骤4)中Δk与ΔT的计算方法如下:
4.1)构建滑动窗口S1和S2,S1初始长度i1=1,S2初始长度i2=1,从t=1时刻开始滑动;
4.2)计算t时刻,S1窗口内PL_GNT的均值 与方差 S2窗口内数据包数量k的均值 与方差 其中,S1窗口内PL_GNT的均值 计算公式如下:S1窗口内PL_GNT的方差 计算公式如下:S2窗口内数据包数量k的均值 计算公式如下:S2窗口内数据包数量k的方差 计算公式如下:G G
4.3)计算t时刻的ΔT与Δk,其中,ΔT的计算公式如下:Δk的计算公式如下:
4.4)调整滑动窗口S1的长度i1,调整方法如下:
4.5)调整滑动窗口S2的长度i2,调整方法如下:
4.6)当t<=tmax时,t=t+1,转步骤4.2),否则转步骤5)。
3.如权利要求1所述的广义网络温度与深度学习结合的网络异常预警方法,其特征在于,所述步骤5)初次划分网络拥塞状态S的方法是:利用开源的K‑means算法对PL_GNT的数值分布从低到高聚成四类,分别对应S0~S3四种网络拥塞状态。
4.如权利要求1所述的广义网络温度与深度学习结合的网络异常预警方法,其特征在于,所述步骤7)对拥塞状态进行二次划分的方法为:当NHCi超出阈值且向下跳变时,拥塞状态下调一级S=Sk‑1,如果此时S=S0,拥塞状态无需下调;当NHCi超出阈值且向上跳变时,拥塞状态上调一级S=Sk+1,如果此时S=S3,拥塞状态无需上调;当NHCi在阈值范围内时,拥塞状态保持不变,S=Sk。
5.如权利要求1所述的广义网络温度与深度学习结合的网络异常预警方法,其特征在于,所述步骤8)预测网络特征数值与网络拥塞状态包含以下步骤:
8.1)通过特征选择人工筛选m个网络特征;
8.2)选择开源的Bi‑GRU模型,输入数据学习特征的时序信息,输出对网络特征组数值上的预测结果;
8.3)构造Stacking模型来学习特征的空间信息,以模型的角度描述网络特征组数值与网络拥塞状态的映射关系。模型构造过程中使用六折交叉熵验证。