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在比特流未知协议识别过程中，针对如何将得到的多协议数据帧分为单协议数据帧这一问题，提出了一种改进的凝聚型层次聚类算法。该算法以传统的凝聚型层次聚类算法思想为基础，结合比特流数据帧的特征，定义了数据帧之间及类簇之间的相似度，采用边聚类边提取符合要求类簇的方式，能快速有效地对数据帧进行聚类；并且该算法能自动地确定聚类的个数，所得的类簇含有相似度评价指标。利用林肯实验室公布的数据集进行测试，说明该算法能以较高的正确率对协议数据帧进行聚类。