網絡通信數據可視化分析方法

毛燕艷

摘 要 本文從四個方面對網絡通信數據可視化進行了分析，第一部分闡述了網絡通信數據可視化相關內涵；第二部分網絡通信數據可視化分析方法進行闡述，希望通過本文的研究，希望能夠為網絡通信的可持續發展提供助力。

【關鍵詞】網絡通信 數據可視化 分析方法

在社會建設發展與科學技術不斷進步的今天，計算機網路技術在我國各個領域已經高度普及，在這樣的背景下，互聯網規模不斷過大，所產生了網絡通信數據也在快速增加，其中網絡通信數據在很多領域發揮的作用是不可取代的。但是從現階段，我國通信數據利用情況來看，其效果還不夠理想，比如實時性差、誤解率高等。而可視化分析方法，能夠促進網絡通信數據的利用以及作用發揮，其強大的輔助分析能力，能夠最大限度挖掘出網絡通信數據的價值，目前，網絡通信數據中可視化分析技術的應用，已經成為了一個必然趨勢。

1 網絡通信數據可視化

網絡通信數據可視化是一個具有挑戰性的任務，需要對大量的信息進行可視化處理以及需要支持一定程度上的細節情況來使其有意義。文章中指出，可視化可以在不同的層次上對網絡通信進行抽象展示，同時也可以用不同的可視化機制進行處理（例如直方圖、象形圖、坐標系、三維圖形等）。

文章通過圓形布局，對網絡通信數據進行可視化分析。其目的是為了在大量的網絡通信中分析出網絡入侵行為的特征，并識別出來。文章中將網絡節點根據地址的不同分布在四個同心圓環上，而被測試的節點則置于同心圓的圓心。如果某個節點的地址只有最后一位不相同，那么就置于最靠內的圓環上，以此類推。那么，一個節點是否與中心節點屬于同一個子網就很容易被識別出來。

2 網絡通信數據可視化分析方法

2.1 有關網絡節點可達性的定義

要使網絡節點能夠可視化，個人認為，在此之前應該定義可達性和通信強度，如此可以達到增強可視化的效果。

首先，我們通常將網絡節點定義成相關矩陣，其中的元素的值為0或者為1，若元素取值是1，我們認為這個元素代表的節點可以和同行其他元素代表的節點互為可達關系，如果元素取值是0，則相反，不能達成可達關系。在這里，我們將抽象出含有時間關系的可達性信息，憑借網絡節點通信時間的先后順序使用數學方法計算。在計算過程中，我們把所有的網絡節點做成一個矩陣合集，之后再把所有節點對應的的通信時間包括在另一個集合之中。這樣我們就可以將節點與通信時間通過數學方式來可視化表達。而且通過時間關系是否在一定范圍內等情況更可以進一步了解網絡節點可達性的信息。

然而，僅僅表示出網絡節點的可達性關系和通信時間依舊不足以達成節點可視化的效果，因此，節點之間的通信強度的定義就成為了下一步工作，根據上文的經驗，我們仍舊把節點之間的通信強度抽象成矩陣來進行數學運算，在此過程中，通過矩陣之間的關系，我們能夠得到一定時間內，節點間的通信次數和時間間隔等信息，而這些信息，就是我們用來具體描述通信強度的工具。

2.2 針對一個或幾個節點的可視化

在進行上述的可視化行為之后，我們可以發現，網絡節點抽象出的矩陣之中含有大量有價值的信息，其本身也還有很多值得關注的信息，為此，應該對進行某一個或者幾個節點的可視化分析。

其中最為用戶所關注的幾種信息包括，用戶關注的所有節點的集合，以用戶關注的節點為起點存在可達關系的節點所在集合以及這些節點的分布，以用戶關注的節點為終點存在可達關系的節點所在集合以及這些節點的分布，用戶感興趣去的所有節點之間的可達關系。

通過對用戶關注的的信息進行分析，我們將把用戶感興趣的節點和與其相關的節點抽象成一個三維的坐標關系。

（1）對用戶自身主機所在的節點進行可視化，這些作為主機的節點都有自身專有的IP，每一個IP都是由32位的二進制編碼組合成的。我們要做的就是以這些二進制碼為基礎設置主機節點的坐標。

（2）對節點之間可達性關系進行一定的可視化處理，因為三維坐標的存在，我們可以輕易的對這種可達性關系進行描述，那就是將可達節點之間兩兩連線通過這些明顯的線條的疏密程度，我們能跟清楚的發現哪些節點可達性高等信息。

（3）用戶關注節點變化情況的可視化處理，用戶關注的節點自然不會是一成不變，在某些情況下，用戶關注的節點可能增加或減少，這些信息都應該反映出來。于是，在此前已經三維坐標中，取出一條坐標軸，專門做為用戶關注節點坐標所在的軸線，如此，無論用戶關注的節點怎樣變化，我們都可以通過數學操作對節點左邊進行相應的改變。

2.3 對可達節點的通信強度進行可視化的分析

對于網絡節點的通信強度這一概念來說，很多用戶都是不了解的，因此，我認為太過數據化可視分析反而不好，故而，下面將使用另一種方式來對通信強度進行可視化操作，我們大體將通信強度分成強、中、弱三個部分，分別用不同顏色的線條來表示，而介于三者之間的通信強度，則是用其他顏色標識，這些顏色都是通過相應的數學計算得到強度數值，再根據數值與強、中、弱，的數值進行對比，進而轉化為相近的顏色，如信號越是接近強的界定值，顏色就有接近紅色，可能是橙紅，強度次之可能就是橙色。由此，用戶便可以通過顏色的變化，輕而易舉的了解到信號強度的相關信息。

值得強調的是，上述的整個可視化過程最主要的工具便是數學方法的應用，在可視化過程中，無論使用什么方法來表現，都要有科學的數學依據，因為只有數學數據才能精準的對各種抽象信息進行具象化，所以，網絡節點通信的可視化，離不開對抽象信息通過數學方法進行數據化。以用戶關注的節點為起點存在可達關系的節點所在集合以及這些節點的分布。

3 結束語

在通信網絡數據信息分析中采用可視化分析方法，能夠提高通信數據信息利用率，提高網絡通信的現代化水平。在大數據時代背景下，網絡通信技術想要得到更好的普及與發展，進一步研究可視化分析技術，是非常必要的。本文從兩大方面對此進行了分析，希望能夠為相關的技術人員提供一些建議和參考。

參考文獻

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作者單位

中國聯合網絡通信有限公司天津市分公司 天津市 300204endprint