本发明涉及网络传输数据管理，且更具体地涉及一种基于prony算法的网络传输数据管理系统及方法。
背景技术：
1、prony算法是一种数学工具，用于将一个复杂的信号分解为若干个简单的指数函数的叠加。这种方法可以识别出信号中的周期性、衰减或增长趋势，非常适合于处理和预测时间序列数据。在网络传输数据的背景下，prony算法可以用来分析数据包的到达时间、服务时间、网络延迟等指标。
2、网络传输数据管理系统是指一系列软件和硬件组件，旨在处理、存储、分析和优化通过计算机网络传输的数据。这些系统在各种网络环境下发挥作用，包括互联网、企业内部网络、云计算环境等，随着网络规模和速度的增加，网络传输的数据量急剧增加，网络传输数据管理系统需要提高传输速度和效率，能够实时处理和响应网络状态变化，并且能够在传输过程中能够保障数据的安全和隐私。
技术实现思路
1、针对上述技术的不足，本发明公开一种基于prony算法的网络传输数据管理系统及方法，使用prony算法提取网络传输的关键特性，识别网络行为中的异常模式并发分析网络流量趋势，本发明通过在网络传输数据管理中应用prony算法，提高了网络的效率、稳定性和安全性。
2、为了实现上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
3、一种基于prony算法的网络传输数据管理系统包括：
4、数据发送终端，集成加密技术确保数据在传输前进行安全加密，并通过压缩算法减小数据包体积；
5、数据传输模块，使用quic传输协议，优化数据传输过程，减少网络延迟和数据丢包；
6、prony算法模型，接收网络传输过程中的数据信息，通过prony算法对网络信号进行分析，提取网络数据传输的关键特性，所述prony算法模型包括数据处理模块和与所述数据处理模块连接的数据接收模块、网络协议识别模块、格式化设置模块、数据处理模块、矩阵评估模块和网络特性输出模块；
7、网络攻击检测模块，通过神经网络算法分析网络特性，识别非正常的网络行为和潜在的攻击模式，部署分布式防御系统分布式拒绝服务攻击；
8、网络拥塞检测模块，通过分析网络特性和带宽使用情况来识别网络拥塞点，使用时间序列预测算法评估流量趋势，调整路由和带宽分配缓解拥塞；
9、数据动态更新模块，通过数据同步技术，确保所有节点上的数据保持一致性和最新状态，使用增量更新机制，只更新变化的数据部分，减少网络负载和提高更新效率；
10、边缘计算模块，在网络的边缘节点部署计算资源，进行数据预处理、缓存和初步分析，减轻中心服务器的压力；
11、数据接收终端，在数据解密过程中集成数据验证机制，设计用户界面用于查看接收到的数据。
12、作为本发明进一步的实施例，所述数据发送终端模块使用轻量级加密算法chacha20对传输的数据进行加密。
13、作为本发明进一步的实施例，使用网络传感器采集关于网络流量和数据传输的数据，将采集的数据输入到所述prony算法模型中，所述采集的数据至少包括吞吐量、延迟、包丢失率和连接状态。
14、作为本发明进一步的实施例，在所述prony算法模型中，所述数据接收模块用于接收包含网络信息的数据包，所述网络协议识别模块通过解析数据包，识别和分类数据包使用的网络协议，所述格式化设置模块用于将数据包格式化成能执行prony算法的时间序列格式的数据，所述数据处理模块对数据包进行滤波、标准化和归一化处理，所述矩阵评估模块通过执行prony算法构建数据矩阵提取网络信号特性，所述网络特性输出模块用于将prony算法的结果转换成网络性能指标输出。
15、所述数据接收模块的输出端与所述网络协议识别模块的输入端连接，所述网络协议识别模块的输出端与所述格式化设置模块的输入端连接，所述格式化设置模块的输出端与所述数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端与所述矩阵评估模块的输入端连接，所述矩阵评估模块的输出端与所述网络特性输出模块的输入端连接。
16、作为本发明进一步的实施例，所述网络协议识别模块识别网络协议的方法为：
17、步骤（1）、去除数据包中的冗余部分并对数据包进行校验检查，分离出包头和包体；
18、步骤（2）、通过包头识别网络协议，对数据包的包头进行分析，所述包头包含用于协议识别的端口号和协议号；
19、步骤（3）、当无法通过包头识别网络协议，提取数据包特征，所述特征包含数据包大小、发送频率、目标ip和端口；
20、步骤（4）、使用预定义的协议特征模式库对数据包的消息格式和交互模式进行匹配，识别网络协议。
21、作为本发明进一步的实施例，所述格式化设置模块使用样条插值补充数据包在时间序列的缺值，将时间序列间隔标准化。
22、作为本发明进一步的实施例，所述矩阵评估模块执行prony算法的过程为：
23、步骤（1）、从数据包中截取一段长度为n的数据，记为，其中；
24、步骤（2）、构建线性预测方程来估计网络信号的参数，对于一个阶数为的系统，构建预测方程为：
25、（1）
26、在公式（1）中，，是预测系数，是时间序列第个数据点；
27、步骤（3）、将上述方程转换为矩阵形式，构建hankel矩阵和向量，hankel矩阵表示为：
28、（2）
29、在公式（2）中，是hankel矩阵，是向量；
30、步骤（4）、通过最小二乘法求解线性系统来估计预测系数向量，最小二乘法求解为：
31、（3）
32、在公式（3）中，是预测系数向量，；
33、步骤（5）、使用求得的预测系数计算系统特征方程的根，即解方程：
34、（4）
35、在公式（3）中，是预测系数，是特征方程的根；
36、步骤（6）、通过特征根计算出系统的阻尼和频率，计算为：
37、阻尼因子：（5）
38、角频率：（6）
39、在公式（5），是特征根，是特征根的实部；在公式（6）中，是特征根的虚部；
40、步骤（7）、根据求解的特征根和原始数据，使用最小二乘法重构原始信号的振幅和相位参数，最终获得网络信号的频率、阻尼比和振幅，原始信号表示为：
41、（7）
42、在公式（7）中，是振幅。
43、作为本发明进一步的实施例，所述网络特性输出模块将根据所述矩阵评估模块输出的网络信号的频率使用奈奎斯特定理计算的网络带宽特性输出，所述网络特性输出模块将所述矩阵评估模块输出的网络信号的阻尼比转换为网络衰减特性输出，所述网络特性输出模块将所述矩阵评估模块输出的网络信号的振幅转换为网络信噪比输出。
44、作为本发明进一步的实施例，一种基于prony算法的网络传输数据管理方法，包括以下步骤：
45、步骤（1）、所述数据发送终端对数据进行加密和压缩通过所述数据传输模块发送到所述数据接收终端；
46、步骤（2）、使用网络传感器采集关于网络流量和数据传输的数据，并将数据输入到所述prony算法模型；
47、步骤（3）、所述prony算法模型通过prony算法对网络信号进行分析，提取网络数据传输的关键特性；
48、步骤（4）、根据提取的网络特性，所述网络攻击检测模块识别非正常的网络行为和潜在的攻击模式，部署分布式防御系统分布式拒绝服务攻击，所述网络拥塞检测模块使用时间序列预测算法评估流量趋势，调整路由和带宽分配缓解拥塞；
49、步骤（5）、所述数据动态更新模块通过数据同步技术，确保所有节点上的数据保持一致性和最新状态，使用增量更新机制，只更新变化的数据部分，减少网络负载和提高更新效率；
50、步骤（6）、所述边缘计算模块通过在网络的边缘节点部署计算资源，进行数据预处理、缓存和初步分析，减轻中心服务器的压力；
51、步骤（7）、所述数据接收终端通过所述数据传输模块接收数据，并在解密过程中集成数据验证机制进行数据验证，通过用户界面查看接收的数据。
52、积极有益效果:
53、本发明通过在prony算法模型分析网络信号，根据分析结果识别非正常的网络行为和潜在的攻击模式，部署分布式防御系统分布式拒绝服务攻击，保障了网络安全，根据分析结果识别网络拥塞点调整路由和带宽分配缓解拥塞，提高了网络传输速度，通过数据同步技术保障数据一致相，使用增量更新机制减少了网络负载和提高更新效率，在网络的边缘节点部署计算资源，减轻了中心服务器的压力，在数据发送和接收终端使用加密和验证技术，保障了数据的安全。
1.一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，其特征在于：所述数据发送终端模块使用轻量级加密算法chacha20对传输的数据进行加密。
3.根据权利要求1所述一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，其特征在于：使用网络传感器采集关于网络流量和数据传输的数据，将采集的数据输入到所述prony算法模型中，所述采集的数据至少包括吞吐量、延迟、包丢失率和连接状态。
4.根据权利要求1所述一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，其特征在于：在所述prony算法模型中，所述数据接收模块用于接收包含网络信息的数据包，所述网络协议识别模块通过解析数据包，识别和分类数据包使用的网络协议，所述格式化设置模块用于将数据包格式化成能执行prony算法的时间序列格式的数据，所述数据处理模块对数据包进行滤波、标准化和归一化处理，所述矩阵评估模块通过执行prony算法构建数据矩阵提取网络信号特性，所述网络特性输出模块用于将prony算法的结果转换成网络性能指标输出；
5.根据权利要求4所述一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，其特征在于：所述网络协议识别模块识别网络协议的方法为：
6.根据权利要求4所述一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，其特征在于：所述格式化设置模块使用样条插值补充数据包在时间序列的缺值，将时间序列间隔标准化。
7.根据权利要求4所述一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，其特征在于：所述矩阵评估模块执行prony算法的过程为：
8.根据权利要求4所述一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，其特征在于：所述网络特性输出模块将根据所述矩阵评估模块输出的网络信号的频率使用奈奎斯特定理计算的网络带宽特性输出，所述网络特性输出模块将所述矩阵评估模块输出的网络信号的阻尼比转换为网络衰减特性输出，所述网络特性输出模块将所述矩阵评估模块输出的网络信号的振幅转换为网络信噪比输出。
9.一种基于prony算法的网络传输数据管理方法，其特征在于：应用权利要求1-8所述一种基于prony算法的网络传输数据管理系统，包括以下步骤：
