System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于数据模型的物联网协议自动识别系统、方法技术方案_技高网

一种基于数据模型的物联网协议自动识别系统、方法技术方案

技术编号:44017143 阅读:2 留言:0更新日期:2025-01-15 01:02
本发明专利技术提供了一种基于数据模型的物联网协议自动识别系统、方法,涉及物联网协议识别技术领域。方法包括:对通信数据包进行数据解析,提取出通信数据包的协议头部特征、数据字段特征和时间模式特征并生成物联协议特征,根据第一协议识别模型对物联协议特征进行协议分析,得到第一协议识别结果;获取物联网设备关于通信数据包的传输状态监测数据,从传输状态监测数据提取出通信数据包的物联传输特征,根据第二协议识别模型对物联传输特征进行传输分析,得到第二协议识别结果;根据第一协议识别结果和第二协议识别结果确定协议解析列表,基于协议解析列表中的多个解析器对通信数据包进行数据解析。本发明专利技术实现了提升对物联网协议自动识别的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物联网协议识别,尤其涉及一种基于数据模型的物联网协议自动识别系统、方法


技术介绍

1、物联网设备之间通常采用各种标准化或定制化的通信协议进行数据传输,如mqtt、coap、http等。这些协议在不同的设备或应用场景下会存在多个版本或定制化变种,导致设备在通信过程中需要识别并适配不同版本的协议。然而,部分协议识别方法大多依赖于手动配置或基于单一协议字段进行版本判断,缺乏自动化能力,难以应对物联网系统中协议版本的动态变化和切换需求。

2、在实际应用中,部分协议可能不会明确标注版本号,或者不同版本之间的差异无法通过简单的头部字段解析识别出来,尤其是在定制协议或变种协议中,这种问题更加突出。物联网设备经常在不同的网络条件或设备状态下运行,这些状态变化会导致设备切换使用不同的协议版本。现有技术无法动态感知设备的状态和网络环境,缺乏有效的自动化版本切换机制,导致协议识别效率低下,甚至可能产生通信错误。

3、因此,如何提供一种能够基于数据模型的自动化协议识别方案,是物联网协议识别领域亟待解决的问题。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本专利技术提出了一种基于数据模型的物联网协议自动识别系统、方法,以实现基于数据模型对物联网协议进行自动精准识别。

2、为实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,包括:

3、在接收到物联网设备发送的通信数据包后,对通信数据包进行数据解析,提取出通信数据包的协议头部特征、数据字段特征和时间模式特征;

4、对通信数据包的协议头部特征、数据字段特征和时间模式特征进行特征拼接生成物联协议特征,根据第一协议识别模型对物联协议特征进行协议分析,得到第一协议识别结果,其中,第一协议识别模型基于协议特征数据库对物联协议特征进行协议分析,协议特征数据库基于物联网设备的历史传输数据和协议版本数据构建得到;

5、获取物联网设备关于通信数据包的传输状态监测数据,从传输状态监测数据提取出通信数据包的物联传输特征,根据第二协议识别模型对物联传输特征进行传输分析,得到第二协议识别结果,其中,第二协议识别模型基于距离特征分析单元和离散特征分析单元对物联传输特征进行传输分析;

6、根据第一协议识别结果和第二协议识别结果确定协议解析列表,基于协议解析列表中的多个解析器对通信数据包进行数据解析。

7、优选地,根据第一协议识别模型对物联协议特征进行协议分析,包括:

8、提取物联协议特征对应的第一物联协议特征向量,根据协议特征数据库中每个协议簇的修正协议特征向量对第一物联协议特征向量进行修正,得到每个协议簇的第二物联协议特征向量;

9、根据多个第二物联协议特征向量进行物联协议特征与协议特征数据库中的多个协议版本进行协议匹配,包括确定每个协议版本的协议特征向量和所属协议簇的第二物联协议特征向量,对每个协议版本的协议特征向量和所属协议簇的第二物联协议特征向量进行相似性分析,根据相似性分析得到的相似值对多个协议版本进行排序,从多个协议版本中筛选出多个第一目标协议并生成第一协议识别结果。

10、优选地,对于协议特征数据库,还包括:

11、在采集到物联网设备的历史传输数据和协议版本数据后,根据历史传输数据和协议版本数据提取出每个协议版本的协议特征并构建得到每个协议版本的协议特征向量,基于协议特征向量对多个协议版本进行聚类得到多个协议簇,确定每个协议簇的簇心向量,根据预设参考特征向量确定每个协议簇的修正协议特征向量,构建得到包含多个协议簇和每个协议簇的修正协议特征向量的协议特征数据库,每个协议簇包括多个协议版本的协议特征向量;

12、对于修正协议特征向量:

13、;

14、其中,表示修正协议特征向量在第个特征维度上的值,表示协议簇的簇心向量在第个特征维度上的值,表示预设参考特征向量在第个特征维度上的值;

15、根据协议特征数据库中每个协议簇的修正协议特征向量对第一物联协议特征向量进行修正,包括采用如下公式生成每个协议簇的第二物联协议特征向量:

16、;

17、其中,表示第二物联协议特征向量在第个特征维度上的值,表示第一物联协议特征向量在第个特征维度上的值,表示第二物联协议特征向量所属协议簇的修正协议特征向量在第个特征维度上的值。

18、优选地,根据第二协议识别模型对物联传输特征进行传输分析,包括:

19、将从传输状态监测数据提取出的通信数据包的物联传输特征输入到距离特征分析单元中,通过距离特征分析单元生成距离分析结果,距离分析结果包括通信数据包与多个协议版本的第一匹配度;

20、判断是否存在第一匹配度大于预设匹配阈值的协议版本,若是则基于通信数据包与多个协议版本的第一匹配度生成第二协议识别结果;

21、否则将从传输状态监测数据提取出的通信数据包的物联传输特征输入到离散特征分析单元生成离散分析结果,离散分析结果包括通信数据包与多个协议版本的第二匹配度,根据通信数据包与多个协议版本的第二匹配度生成第二协议识别结果。

22、优选地,对于距离特征分析单元和离散特征分析单元,还包括:

23、根据物联网设备的历史传输数据提取出每个协议版本的多个传输特征并构建得到多个传输特征向量,根据多个传输特征向量计算出每个传输特征参数的标准差,根据每个协议版本关于多个传输特征参数的标准差进行算术平均求和以计算出每个协议版本的波动分数,根据预设波动阈值将多个协议版本分为第一协议类型和第二协议类型;

24、对于第一协议类型中的多个协议版本,计算每个协议版本的多个传输特征向量的均值以生成每个协议版本的传输特征参考向量,距离特征分析单元基于每个协议版本的传输特征参考向量对通信数据包的物联传输特征进行协议匹配,生成通信数据包与多个第一协议类型的协议版本的第一匹配度;

25、对于第二协议类型的多个协议版本,基于每个协议版本的多个传输特征向量构建训练数据集,并基于传输特征向量所对应的协议版本为训练数据集中的每个传输特征向量添加协议版本标签,并基于训练数据集对传输分析模型进行训练,传输分析模型的训练以多个协议版本标签为训练目标,离散特征分析单元通过传输分析模型对输入的通信数据包的物联传输特征进行分析,生成通信数据包与多个第二协议类型的协议版本的第二匹配度。

26、优选地,根据第一协议识别结果和第二协议识别结果确定协议解析列表,基于协议解析列表中的多个解析器对通信数据包进行数据解析,包括:

27、根据第一识别结果和第二协议识别结果确定每个协议版本的多个匹配特征值,对每个协议版本的多个匹配特征值进行加权融合,生成每个协议版本的目标匹配度,根据目标匹配度对多个协议版本分别对应的解析器进行排序并生成协议解析列表,根据目标匹配度递减的顺序根据依次通过多个解析器对通信数据包进行数据解析。

28、优选地,传输分析模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,根据第一协议识别模型对物联协议特征进行协议分析,包括:

3.根据权利要求2所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,对于协议特征数据库,还包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,根据第二协议识别模型对物联传输特征进行传输分析,包括:

5.根据权利要求4所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,对于距离特征分析单元和离散特征分析单元,还包括:

6.根据权利要求5所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,根据第一协议识别结果和第二协议识别结果确定协议解析列表,基于协议解析列表中的多个解析器对通信数据包进行数据解析,包括:

7.根据权利要求5所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,传输分析模型为改进的卷积神经网络模型,包括在卷积神经网络中添加Softmax输出层,用于输出每个协议版本标签对应的概率分布。

8.一种基于数据模型的物联网协议自动识别系统,其特征在于,所述系统用于实现上述权利要求1-7任一项所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,根据第一协议识别模型对物联协议特征进行协议分析,包括:

3.根据权利要求2所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,对于协议特征数据库,还包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,根据第二协议识别模型对物联传输特征进行传输分析,包括:

5.根据权利要求4所述的一种基于数据模型的物联网协议自动识别方法,其特征在于,对于距离特征分析单元和离散特征分析单...

【专利技术属性】
技术研发人员:赖春艳
申请(专利权)人:深圳欧米智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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