ISSN 1009-5624 CN 10-2021/TQ    主管:中国乐凯集团有限公司    主办:北京乐凯科技有限公司

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不平衡数据集下计算机网络流量异常检测方法
顾 全
【摘要】针对传统网络流量异常检测方法在处理类别不平衡数据时,对少数类攻击聚类检测能力有限、时效性不足的问题,本文提出了结合特征聚类与主成分分析(PCA)的网络流量异常检测方法。 通过在模拟环境中爬取流量数据,构建了包含正常流量与多种攻击的不平衡数据集;提取统计、时域与频域多维特征以全面描述流量行为;采用 K 均值(K-Means)聚类算法对特征进行聚类,以区分不同流量模式并压缩数据规模;利用 PCA 对聚类后的特征进行降维,通过计算样本在特征空间中的投影偏离度实现流量异常检测。 实验结果表明:所提方法在 CIC⁃IDS2017 数据集上展现出了良好的聚类检测效能与判别能力,五个异常类别在特征空间中被清晰检测分离,同时,在处理 1 200 个数据包时仍保持 1 800 个/ s 的吞吐量,显著优于传统检测方法,验证了其在检测精度与实时性方面的综合优势,为不平衡场景下的网络流量异常检测提供了有效解决方案。

【关键字】 不平衡数据集;计算机网络;异常流量;主成分分析法;K-Means 算法