技術名稱 封包分類方法
計畫單位 國立中央大學
計畫主持人 周立德
技術簡介
5G網路是未來的趨勢,具有高頻寬、低延遲及大規模物聯網的特性。而邊緣運算將計算和儲存能力帶到網路邊緣,在實體或地理位置上盡可能接近終端設備,可減少使用的網路頻寬和延遲,並縮短回應時間。因此,邊緣運算是5G網路的主要關鍵。由於邊緣節點運算能力日漸提升,使得許多服務能夠部署在邊緣節點上,讓使用者可更快速地存取各式各樣的網頁、串流、網路附加儲存或協同工作服務,建立良好的使用者體驗,但也在邊緣網路產生更複雜的訊務,使得訊務分類的難度也愈來愈高。因此網路服務提供商需要更高效運算和時間成本愈低的封包分類器,以便在不侵犯使用者隱私的前提下,針對不同的訊務或付費使用者提供不同的服務品質(Quality of Service, QoS)。

在邊緣網路中,邊緣裝置幾乎都會透過路由器來連上廣域網路,因此在邊緣路由器上可以獲得裝置上網所需要的(Domain Name System, DNS)回應封包,以及各式各樣能萃取出完全合格域名(Fully Qualified Domain Name, FQDN)之封包。於是,本技術利用此特性和環境,提出FQDN-based Fast Inference Packet Auto Classification(FIPAC)機制來實作封包分類器,並透過封包各層資訊追蹤連線,藉此達到自動分類和快速推斷的效果。此機制能夠在邊緣網路上快速推斷封包所屬應用程式或服務,以及提供網路管理者簡便的介面,來對不同應用程式部署不同的服務品質管控。

本技術所提之 FIPAC 分類機制具有下列特色:(1) 不侵犯使用者隱私、(2) 不需要預先產生流量來訓練分類模型、(3) 不需要複製封包,直接在邊緣路由器上分析封包、(4) 不需要在邊緣路由器區域網路之客戶端上安裝代理軟體,以及 (5) 輕量化。和其他種分類器相比,FIPAC機制更人性化、運算資源需求更少、分類效率更高,也更能維護使用者隱私。本技術以軟體路由器將FIPAC機制部署在邊緣網路中,和市售邊緣網路路由器以及其他種分類器作比較,實際驗證出 FIPAC機制效能之優越性和部署的靈活性。

本技術已於 2020 年 2 月 11 日 取得中華民國發明專利,且初審便獲核准,專利證書號碼為第 I685231 號,專利權止日為 2039 年 4 月 22 日。
科學突破性
本技術直接在邊緣路由器上實作 FIPAC 分類機制,不需要在任何使用者終端安裝任何代理軟體,讓 FIPAC 部署更為靈活,且可減少網路延遲對分類機制所造成的效能低落。本技術針對分類結果提供了服務品質之控制,並提供方便的管理介面,提升網路管理之效率。此外,本技術不需要預先訓練,即可直接對訊務進行分類。
產業應用性
電信/有線電視業者可依據本技術推斷的應用服務來提供不同的服務品質,並規劃適當的營運模式,讓使用者可付費享有更佳的使用者體驗,電信/有線電視業者亦可增加收益。電信/有線電視業者亦可與OTT業者/內容提供者協商分潤機制,讓特定OTT服務/內容擁有更順暢的高品質體驗,吸引更多的使用者訂閱,共創三贏。
關鍵字 封包分類器 完全合格域名 網域名稱系統 軟體路由器 封包檢測 邊緣網路 服務品質 5G 網路 邊緣路由器 物聯網
備註
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  • 周立德
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