Network Traffic Characterization Using (p,n)-grams Packet Representation
Notice bibliographique
Résumé
With the ever increasing advances in network protocols and traffic complexity, new challenges are emerging in traffic characterization and management.In this thesis, we propose a new approach that can complement existing ones with a simple high-level understanding of network traffic.Our approach uses (p, n)-grams representation to analyze network traffic, where a (p, n)-gram is an n-byte string starting at offset p.We argue that the (p, n)-grams representation combines the efficiency of using specific packet fields (e.g.ports) with the generalized pattern matching of n-grams, without the complexity and overhead of full packet pattern matching.We also show that using (p, n)-grams allows for traffic analysis at all packet parts (payload content, header port/flow, and other header behavior fields), without mixing between similar patterns that may accidentally exist at different fields within packets.As a proof of concept, we develop a (p, n)-gram-based lightweight unsupervised clustering algorithm (ADHIC) that makes no prior assumptions about the involved protocols.We show that ADHIC can automatically cluster network traffic using a binary decision tree into equivalence classes that closely approximate standard measures of network traffic.We also show that ADHIC can be used to monitor network traffic through observing the dynamic updates to the clustering tree.Those incremental updates highlight the temporal changes in network traffic that are not easily detected using standard network analysis methods.We then research the characteristics and distributions of (p, n)-grams in network packets, and how they can be utilized for traffic analysis.In particular, we argue that (p, n)-grams have automatic fingerprinting capability where a simple frequency ii analysis of network packets can capture structural (p, n)-grams based on their relative high frequencies.These (p, n)-grams represent protocol and sub-protocol structures and cross-protocol patterns.We observe that (p, n)-grams follow a power-law-like distribution where the structural ones constitute the rapidly-dropping-off curve before the long tail.We argue that this special distribution adds to the efficiency of (p, n)-grams-based traffic analysis as it describes structural (p, n)-grams as 1) a small set of (p, n)-grams that 2) can be easily distinguished from the long list.Our observation relies on a thorough empirical analysis using independent network traffic traces.In addition, we create an entropy-based conceptual model that explains this distribution behavior in the context of the hierarchy of network protocols and statistics of Internet traffic.iii Acknowledgment Dedicated to my dearest father, Abdullah Hijazi, dearest mother, Ameerah Deyab, and dearest wife, Nesrin Sarmini for their endless support and courage throughout this difficult journey.My father has been always the source of passion and enthusiasm to pursue this long path.My mother gave me the ideal example of dedication and determination.My wife made everything possible to provide the best working environment while raising our five little children. I would like to extend
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».