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[發明專利]一種EIGRP路由網絡故障的分析方法和系統在審

專利信息
申請號: 201810233540.2 申請日: 2018-03-21
公開(公告)號: CN108494594A 公開(公告)日: 2018-09-04
發明(設計)人: 錢葉魁;葉立新;杜江;黃浩;楊瑞朋;雒朝峰;王丙坤;李宇翀 申請(專利權)人: 中國人民解放軍陸軍炮兵防空兵學院鄭州校區
主分類號: H04L12/24 分類號: H04L12/24;H04L12/26;G06K9/62
代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280 代理人: 李慶波
地址: 450052 河*** 國省代碼: 河南;41
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 路由網絡 測試樣本 高斯混合模型 訓練樣本集 分析判斷 故障分析 聚類模型 故障分析系統 數據預處理 分類結果 故障類型 路由報文 路由數據 特征提取 無監督 聚類 分析 采集
【權利要求書】:

1.一種EIGRP路由網絡的FDEMC故障分析方法,所述FDEMC故障分析方法是基于EM算法和高斯混合模型GMM的聚類方法,實現對所述EIGRP路由網絡已知故障和未知故障的無監督分析,其特征在于,包括以下步驟:

步驟S1,采集所述EIGRP路由網絡中的路由報文進行特征提取和數據預處理,形成訓練樣本集;

步驟S2,使用所述訓練樣本集訓練所述高斯混合模型GMM以獲取訓練完成的聚類模型;該訓練完成的聚類模型是具有最優參數的高斯混合模型GMM,且該最優參數通過使用EM算法計算得到;

步驟S3,獲取所述EIGRP路由網絡的測試樣本,將所述測試樣本輸入所述訓練完成的聚類模型中,以獲取所述測試樣本的分類結果進而識別所述EIGRP路由網絡的運行狀況;

進一步,所述步驟S1中提取的特征至少包括操作碼、標記、確認序列號、自助系統號、K值字段、AS域字段、自動匯總、IP地址不連續、源路由器、目標路由器、表示不同域路由器設置的特征。

2.根據權利要求1所述的一種EIGRP路由網絡的FDEMC故障分析方法,其特征在于,所述步驟S2包括以下步驟:

步驟S21,將所述訓練樣本集劃分為m個樣本子集,每個樣本子集表示一個類別,在所述m個樣本子集的基礎上計算每個類別的均值、協方差和權重三個初始參數值以形成所述m個類別的初始參數向量集合其中分別表示所述m個類別的權重初始值,分別表示所述m個類別的均值初始值,分別表示所述m個類別的協方差初始值;

步驟S22,重復地進行如下兩步操作,直到所述高斯混合模型GMM的對數似然函數收斂:

E步驟:在所述訓練樣本集和當前參數向量集合估計

給定的情況下,計算所述訓練樣本集的對數似然函數的條件期望值:

所述的wij表示第i個樣本屬于第j類的概率,x表示一個d維的樣本,θ表示高斯混合模型的參數向量集合;t=0,1,…,J,表示EM算法的當前迭代次數,J表示EM算法中的最大迭代次數;表示參數向量集合中第k類在當前t值迭代下的參數值;表示第k類在當前t值迭代下的權重;表示第k類在當前t值迭代下的樣本均值;表示第k類在當前t值迭代下的協方差矩陣;

M步驟:更新高斯混合模型GMM的參數使所述對數似然函數的條件期望值最大化:

其中是第j類的權重,是第j類的均值,是第j類的協方差矩陣,N表示所述訓練樣本中訓練樣本的個數。

3.根據權利要求2所述的EIGRP路由網絡的FDEMC故障分析方法,其特征在于,步驟S21采用隨機初始化方法獲取所述高斯混合模型GMM的模型啟動參數,具體包括以下步驟:

第一,在訓練樣本集中任意指定m個樣本作為聚類的中心,其中m表示類別總數,為正整數;

第二,分別計算訓練樣本集中其它樣本與這m個樣本的距離,采用距離最近原則將每個樣本劃分到m類中的其中一類中,并分配相同的類標號;

第三,根據各類的所有樣本值,計算每一類的權重、均值和協方差矩陣。

4.根據權利要求1所述的EIGRP路由網絡的FDEMC故障分析方法,其特征在于,當進行高斯混合模型GMM訓練時,EM算法的最大迭代次數設置為50次。

5.根據權利要求1所述的EIGRP路由網絡的FDEMC故障分析方法,其特征在于,根據訓練樣本集的實際情況,聚類cluster的數量設置范圍為3到10個。

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