基于Openflow的网络流水印系统设计与实现文献综述

文献综述（或调研报告）：

1. 关于网络流水印技术

网际互联层和传输层的ANFW技术都是以网络流的某些与分组内容无关的特征为载体来完成水印信息的嵌入，且当网络流经过通信网络传输后，水印信息仍能被恢复。这些被选取的网络流特征，称为水印载体。根据使用不同的水印载体，网际互联层和传输层的ANFW技术主要包括基于流速率特征、基于流内分组间隔特征及基于流时间时隙分割特征等。在[5][7]中对这些实现方法在性能和应用环境等方面做出了比较。

• 基于流速率特征

此类方法核心思想是选取整个流持续时间内的不同时间段，在水印信息的作用下，通过一定的方法略微调整这些时间段内的网络流速率，以表示水印信息位w_i（1或0），从而达到在网络流中嵌入水印的目的。

此类方法简单易用，具有同时并行追踪多个流的能力。但此类方法也存在一些明显缺点，只适用于跟踪速率较大、持续时间较长的目标流。该类方法在流中所能嵌入的水印信息位个数较少，对数据分组延迟、抖动、网络噪音流量等的抗干扰能力较弱，即顽健性不强。

• 基于流内分组间隔特征

为使ANFW适用于较短的网络应用流，提高ANFW在流中嵌入水印信息W的容量，该类方法选取流内分组间隔时间IPD（Inter-Packet Delay）作为水印载体，通过略微调整多个IPD或IPD均值大小，来嵌入水印信息位w_i，实现流内携带水印的目的。[7]中详细介绍了一种较为实用的实现方式。

该方法水印信息容量大，不易被攻击者察觉，隐蔽性较好。但是该方法检测出水印信息需要的时间开销较大，难以应对实时性强的网络应用流，降低了该方法的实用性。

• 基于流时间时隙分割特征

该类方法在整个流持续时间内随机选取一个时间段，并将其分割为若干相等的时间间隔，称为时隙。通过改变落在每个时隙内数据分组发送时刻或调整时隙内的数据分组数量来嵌入水印。

该方法能够保证流中所隐藏水印信息的隐蔽性，但需对包含大量数据分组的流才能取得较大的水印容量，不适用于普通的流，而且很显然在应对哑数据分组、分组丢失、重组分组等因素干扰时顽健性较差。

1. 关于SDN控制器

软件定义网络是一种将网络控制平面和数据平面分离的新型网络架构。在SDN网络中， 控制器的性能对网络性能有着重要的影响，当前很多公司和科研机构都已经提出了自己的控制器解决方案。针对当前不同的网络环境，工业界和学术界纷纷推出了自己的控制器，更有多款开源控制器可供选择，比如NOX、Beacon和Floodlight等。这些控制器在系统架构、实现语言和编程接口等方面各有千秋。在[4]中针对目前存在的开源和非开源的SDN控制器的开发环境和兼容性等做出了分析。

• NOX和POX

NOX的早期版本由C 和Python两种语言实现，只能支持单线程操作。控制器提供相应的编程接口，开发人员可以使用C 或者Python语言在这些接口上实现自己的应用。新版本完全由C 实现，支持OpenFlow1.0协议，并且提供了多线程的支持。NOX团队从其旧版本中分离出Python语言实现的内容之后，又实现了一款完全使用Python语言的控制器POX。