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1、第二章 项目技术方案与创新性一、项目的技术原理项目的技术原理1、技术依托本项目产品的研发是在本公司研发团队在综合比较国内外相关产品技术情况的基础上，充分借鉴国内外先进技术成果，并紧跟技术发展趋势而开发的具有自主知识产权的产品，该项目的立项依托了：（1）国内外同类的产品先进技术；（2）国内外相关技术成果；（3）国内外相关论文及专利。具体参考了以下材料：1孙玮，无线充电，经济学人，20092马勇，无线充电，龙源电子期刊，20083魏坤、王卫洁，自制无线充电器，无线电，20084王传亮，无线充电技术简介及其监管机制思考，人民邮电出版社，20115黄洁琳，无线充电器设计，山西电子技术，20096郭言平
2、，无线充电的关键技术和研究，合肥学院学报，20127白旭，基于无线充电的无线传感网LEACH算法改进，武汉理工大学学报，20108肖志坚，关于便携式电子设备新型无线充电系统的研究，自动化技术和应用，20079郭言平，无线充电技术持续发展，数字通讯，201010洪枚，无线充电-未来的充电模式，电动自行车，201011谢利涛，无线充电技术及其应用，河南科技，201112刘阳春，无线充电设备WILD CHARGE ，电世界，201113韩霜，无线充电,开启移动设备充电新纪元 ，世界电子元器件，201114大秋，无线充电解决方案 ，军民两用技术与产品，20112、技术原理s 项目总体技术原理统计分析模
3、块数据展现模块DPI协议识别模块策略控制模块QoS流量控制模块session流建立模块网络报文入口已识别未识别网络报文出口内核实现网络流量控制与应用优化产品可以控制网络中s所有网络应用和优化网络中的关键业务，能在复杂的网络环境中，控制不同的业务流走不同的通道，关键的业务走可靠的通道并保证服务质量，并且在网络拥塞的情况下，动态调整数据传输，使得网络资源得以优化运用。本项目正是基于这种思想而实施的，其操作系统体系构架框图如下：其产品功能实现的具体步骤为：第一步：对网络报文进行流控制，分类到每个session中，即：根据源IP、目的IP、协议号、源端口、目的端口五元组，为每个session的key。
4、第二步：对报文进行应用层协议识别，即用DPI技术，对应用层报文进行业务的识别工作。通过这两步可以将报文根据用户、应用和业务进行分类，利用网络流量控制中的策略设置，对用户、应用、vlan、时间等条件进行流量的管理。再次通过QoS来时带宽的优化工作，主要包括限速和流量整形两部分工作。限速：对不同类别的流量按照用户设置进行保证用户的关键业务流量占用的带宽，抑制非关键业务对网络的影响；整形：为了让网络瓶颈的各类数据流平缓的注入主干网，减少数据包的边缘网关排队等待时间，从而减少了边缘网关缓存的大小以及数据包的丢失率。整形能够降低或避免拥塞的发生，保证网络的稳定性。最后流量统计和数据的展现，给用户提供图形
5、化的流量信息分析展现，能够让用户对自己的网络完全了解。以下为各模块功能的实现及原理：（1）Session流建立模块本模块主要是通过模块中的算法软件，根据TCP/IP协议规定，IP报根据源IP、目的IP、协议号、源端口、目的端口五元组，从而找到相关链接和传播方向，我们利用RBTree技术将五元组相同的报文归属于同一个流的报文，利用Session将这些报文联系起来，为数据分流提供依据。（2） DPI协议识别模块本模块利用深度数据包检测DPI技术，DPI技术在分析包头的基础上，增加了对应用层的分析，是一种基于应用层的流量检测和控制技术，当IP数据包、TCP或UDP数据流经过基于DPI技术的网络设备时
6、，DPI引擎通过深入读取IP包载荷的内容来对OSI 7层协议中的应用层信息进行重组，从识别出IP包的应用层协议。这是通过对一系列数据包的包头以及负载中的签名特征(Signature)进行分析，同时DPI提供了对网络的利用率的分析，为网络性能优化提供了手段。例如下图，显示了一个数据包的结构；如果只是通过常见的HTTP应用签名特征进行判断， 就很容易将它误判为一个Web 访问的应用。因为如果我们只观察第一个签名特征样本（例如HTTP/1.1），那么它看上去很像是一个标准的HTTP协议。然而通过对数据包的负载部分的进一步深入考察，我们发现了该数据包具有的第二个代码样本签名特征，即KaZaA，这样我们
7、就能够了解这个数据包的真实身份和目的。有时候，不同的代码样本签名特征是分散在一次协议会话的多个数据包之中的。为了能够准确的对应用进行识别，就必须使用精密的第7层协议侦测系统对往来的数据包进行分析，从而实现与应用代码样本匹配。（3） 策略控制模块 本模块利用多维树算法实现了内置灵活的、高效的应用层防火墙策略控制方法。应用层防火墙通过将传统防火墙的访问控制策略深化到应用层面，管理员可以实现基于应用优先级、源IP地址、目标IP地址、VLAN、时间段、协议或协议组、动作、会话数、带宽的进出通道等灵活的带宽流量控制和应用优化功能，管理员可以根据上述参数对网络流量进行划分，并确定如何有效、合理地进行带宽的
8、管理与控制。（4） QoS流量控制模块本模块采用令牌桶(tocken bucket)机制实现的一种流量控制方法。带宽控制和应用优化系统使用的流量整形对CAR中需要丢弃的报文进行缓存当令牌桶中的令牌少到报文不能发送时，报文将被缓存入流量整形队列中。当流量整形队列中有报文的时候，流量整形按一定的周期从队列中取出报文来发送，每次发送都会与令牌桶中的令牌数作比较，直到令牌桶总的令牌数减少到队列中的报文不能再发送或者是队列中的报文全部发送完毕为止。该产品使用的带宽流量管理和分配算法，提供自定义的虚拟带宽通道、最大带宽限制、保证带宽、带宽租借、Per-IP带宽控制、Vlan带宽控制、时间、应用优先级以及随
9、机公平队列等一系列的应用优化和带宽管理控制功能。强大的应用层优化策略将网络带宽的管理从被动的、消极的、无效的传统模式提升到主动的、有效的、智能化的带宽管理服务，最终达到保证关键应用正常运行的目标，有效地提升用户网络的运维、管理水平。 基于协议或应用组的带宽保障和控制：流量控制和应用优化系统支持组对象的配置，如：用户可以自定义组(IP组)、协议组、时间组，方便用户根据不同类型的应用、IP、时间等带宽管理策略的控制。带宽控制策略：流量控制和应用优化系统基于源/目的IP、时间段、VLAN、应用协议、进入/出去带宽通道等参数管理和控制用户的网络带宽流量。（5） 统计分析和实时数据展现模块统计分析模块利
10、用了hash、树、链表等算法的结合，能够利用报文中IP信息，一次性定位到需要统计的单元数据中，实现高效的查询统计功能。实时数据展现模块采用应用实时系统（Application Real-Time Analyzer System）实现网络的可视化。ARAS采用Java Swing构架，提供了实时流量采集、分析和展现功能。本产品使用一套自主分析算法实现网络信息的实时统计。基于对网络报文的分析方法，即以网络层分析和传输层分析为基础，可以实现以IP、网段、端口、连接信息的实时统计和实时速率展现；基于以应用协议分析为基础，可以提供应用、应用组的各类实时报表。将多种分析方法相互结合，可以展现出应用、应用组
11、、网段、IP等相互组合的实时分析数据，通道流量、设备运行的实时数据，让用户可以全面的掌控网络带宽的使用情况，使网络运行状况、应用使用情况、带宽使用情况等完全可视化。二、项目国内外研究开发现状项目国内外研究开发现状一、国内外技术开发总体现状网络数据流量监控及优化技术经过近几年的发展，技术越来越成熟，已经达到实用的地步。目前，国内外已经有多种产品面世，但总体表现出国外产品质量、性能明显优于国内产品，高端市场83.7%为国外产品占据，国内生产厂家完全是低端品牌，一直处于弱势地位。造成这种结果主要的原因在于：国内外生产厂家对于技术的开发采取了完全不同的态度，国外厂家注重对相关技术的全面研究，注重自主创
12、新，因而始终处于技术发展前沿；反观国内产品生产厂家很少重视技术研发，主要采取的是技术跟进、技术模仿和OEM的方式，因而产品质量、性能均无法与国外同类产品比较。虽然国内一些公司做了很大的努力，但在技术上仍然无法取得突破。1、国外技术现状国外相关产品研究、开发、使用的时间相对较长，先后发展了几代产品，有着丰富的研发和产业化经验，具有较高的技术水平，代表着行业技术发展的水平，引领着技术发展方向。目前，在网络流控设备行业中领先的有ALLOT、Sandvine等公司，他们生产的相关产品性能不错，但价格很高、国内协议识别率较低、用户界面不太友好、功能偏少、难以调试，不太符合国内客户的需求，另一方面，基于国
13、内信息安全的考虑，国外产品也受到了较大的限制。2、国内技术现状我国研发、制造和使用网络数据流量监控及优化产品的时间比较短，其产品主要采用OEM形式生产，因而核心技术不能被自己所掌握，产品质量和功能都比国外差，不能满足众多客户的需求，只能应用于要求不高的场合，因而无法得到众多客户的认可，无法实现大规模的市场销售。目前，国内仅有北京网康科技有限公司和深圳深信服科技有限公司等几家公司展开了相关的研究和开发，然而其技术水平还处于较低的阶段，短时间无法取得技术上的突破，因而其产品质量和功能也无法得到较大的提升，仍属于低端产品，市场认可度也不高，因而市场表现不佳。3、技术发展趋势国内外网络数据流量监控及优
14、化技术发展现状表明，研究具有网络资源利用率高、识别率高、处理流量大的网络流控管理与优化产品是未来产品发展的方向，其所依托技术的主要算法也向着更加简介、快速、高效、适用范围更广、可靠性和稳定性都更高的方向发展，以便适应高速网络发展的需求。二、本项目已有技术基础及现状本项目技术是在充分比较借鉴国内外相关技术的基础上提出来的，通过全体技术人员的协同攻关和创新而开发出来的，完全具有自主知识产权，产品达到国内领先、国际先进的技术水平（见查新报告）。目前公司申请了一项与本项目相关的软件著作权，与之配套的相关技术算法基本解决。目前，该项目已经制造出样品，正在做各项测试和改进，从各项数据的检测结果和用户试用的
15、情况来看，该产品质量可靠，可以满足各种复杂条件下的网络数据流量的监控及网络数据传输优化，产品具有智能化程度高、适应能力强、处理速度快、处理能力强等特点，产品质量达到并部分超过国外同类产品。三、项目主要内容及创新点1、项目主要内容及技术路线申报项目研究内容及涉及的关键技术及技术指标描述1、本项目研发内容本项目旨在通过总结和借鉴目前国内相关产品技术的基础上，通过自我技术创新和技术改造，设计开发一种基于流的源端控制技术的高带宽利用率的网络业务优化平台，实现对网络数据流量业务的综合管理和优化，满足国内网络客户对高性能产品的需求。本项目研发的主要内容有：(1)网络报文解析技术的研究本项目是对网络业务进行优化，主要是研究对象是：网络数据报文。网络数据报文的基本结构如下图：TCP/IP网络上面的数据报文主要有，二层数据链路层信息、三层IP头部信息、四层传输层协议信息和七层应用层数据信息组成。通过我们的内核实现对报文的逐步解开，根据IEEE802.1协议进行分类处理。(2)网络流建立技术研究为了对网络数据报
