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機器學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)中的實際應(yīng)用

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:嵌入式計算設(shè)計 ? 作者:Kandarp Rastey ? 2022-06-27 15:52 ? 次閱讀
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對互聯(lián)網(wǎng)連接的快速增長的需求給改進網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、性能和其他關(guān)鍵參數(shù)帶來了壓力。網(wǎng)絡(luò)管理員必須遇到運行多個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的不同類型的網(wǎng)絡(luò)。

每個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序都有自己的一組特性和性能參數(shù),這些特性和性能參數(shù)可能會動態(tài)變化。由于網(wǎng)絡(luò)的多樣性和復(fù)雜性,為此類網(wǎng)絡(luò)場景構(gòu)建的傳統(tǒng)算法或硬編碼技術(shù)是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

機器學(xué)習(xí)已被證明對幾乎所有行業(yè)都有益,包括 網(wǎng)絡(luò)行業(yè)。機器學(xué)習(xí)可以幫助解決棘手的舊網(wǎng)絡(luò)障礙并激發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序,使網(wǎng)絡(luò)變得非常方便。讓我們通過幾個用例詳細討論基本工作流程,以更好地了解網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的應(yīng)用機器學(xué)習(xí)技術(shù)。

智能網(wǎng)絡(luò)流量管理:

隨著對物聯(lián)網(wǎng)IoT) 解決方案的需求不斷增長,現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生海量且異構(gòu)的流量數(shù)據(jù)。對于這樣一個動態(tài)的網(wǎng)絡(luò),Ping 監(jiān)控、日志文件監(jiān)控甚至 SNMP 等用于網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)是不夠的。他們通常缺乏對實時數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效處理。另一方面,由于設(shè)備移動性和網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性,來自網(wǎng)絡(luò)中蜂窩或移動設(shè)備等其他來源的流量相對表現(xiàn)出更復(fù)雜的行為。

機器學(xué)習(xí)有助于大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的分析,以便在管理此類網(wǎng)絡(luò)時識別復(fù)雜的模式。鑒于這些機會,網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究人員將深度學(xué)習(xí)模型用于網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控和分析應(yīng)用,如流量分類和預(yù)測、擁塞控制等。

1. 帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測

網(wǎng)絡(luò)遙測數(shù)據(jù)提供有關(guān)網(wǎng)絡(luò)性能的基本指標(biāo)。這些信息通常很難解釋??紤]到網(wǎng)絡(luò)中通過的大小和總數(shù)據(jù)具有巨大的價值。如果使用得當(dāng),它可以大大提高性能。

帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測等新興技術(shù)可以幫助實時收集詳細的網(wǎng)絡(luò)遙測數(shù)據(jù)。最重要的是,在此類數(shù)據(jù)集上運行機器學(xué)習(xí)可以幫助關(guān)聯(lián)延遲、路徑、交換機、路由器、事件等之間的現(xiàn)象,這是使用傳統(tǒng)方法從大量實時數(shù)據(jù)中難以指出的。

訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)模型以了解遙測數(shù)據(jù)中的相關(guān)性和模式,最終獲得基于從歷史數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)預(yù)測未來的能力。這有助于管理未來的網(wǎng)絡(luò)中斷。

2. 資源分配和擁塞控制

每個網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施都有一個預(yù)定義的可用總吞吐量。它進一步分為不同預(yù)定義帶寬的多個通道。在這種情況下,每個最終用戶的總帶寬使用是靜態(tài)預(yù)定義的,在網(wǎng)絡(luò)被壓倒性地使用的網(wǎng)絡(luò)的某些部分總是可能存在瓶頸。

為了避免這種擁塞,可以訓(xùn)練監(jiān)督機器學(xué)習(xí)模型以實時分析網(wǎng)絡(luò)流量,并以網(wǎng)絡(luò)遇到最少瓶頸的方式推斷每個用戶的適當(dāng)帶寬限制。

此類模型可以從網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí),例如每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的總活躍用戶數(shù)、每個用戶的歷史網(wǎng)絡(luò)使用數(shù)據(jù)、基于時間的數(shù)據(jù)使用模式、用戶跨多個接入點的移動等等。

3. 流量分類

在每個網(wǎng)絡(luò)中,都存在各種流量,如虛擬主機 (HTTP)、文件傳輸 (FTP)、安全瀏覽 (HTTPS)、HTTP 實時視頻流 (HLS)、終端服務(wù) (SSH) 等?,F(xiàn)在,當(dāng)涉及到網(wǎng)絡(luò)帶寬使用時,它們中的每一個都表現(xiàn)不同,通過 FTP 傳輸文件。它不斷地使用大量數(shù)據(jù)。

例如,如果正在流式傳輸視頻,它將使用塊中的數(shù)據(jù)和緩沖方法。當(dāng)不同類型的流量以無監(jiān)督的方式在網(wǎng)絡(luò)中運行時,可以看到一些暫時的阻塞。

為避免這種情況,機器學(xué)習(xí)分類器可用于分析和分類網(wǎng)絡(luò)中的流量類型。然后,這些模型可用于推斷網(wǎng)絡(luò)參數(shù),如分配的帶寬、數(shù)據(jù)上限等,以通過改進所服務(wù)請求的調(diào)度以及動態(tài)更改分配的帶寬來幫助提高網(wǎng)絡(luò)的性能。

網(wǎng)絡(luò)安全:

網(wǎng)絡(luò)攻擊數(shù)量的增加迫使組織不斷監(jiān)控和關(guān)聯(lián)整個網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及其用戶的數(shù)百萬個外部和內(nèi)部數(shù)據(jù)點。大量實時數(shù)據(jù)的手動管理變得困難。這就是機器學(xué)習(xí)有幫助的地方。

機器學(xué)習(xí)可以實時識別網(wǎng)絡(luò)中的某些模式和異常,并預(yù)測海量數(shù)據(jù)集中的威脅。通過使此類分析自動化,網(wǎng)絡(luò)管理員可以輕松地檢測威脅并快速隔離情況,而減少人力。

1. 網(wǎng)絡(luò)攻擊識別/預(yù)防

網(wǎng)絡(luò)行為是機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)中用于異常檢測的重要參數(shù)。機器學(xué)習(xí)引擎實時處理大量數(shù)據(jù)以識別威脅、未知惡意軟件和違反政策的行為。

如果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)行為在預(yù)定義行為范圍內(nèi),則接受網(wǎng)絡(luò)事務(wù),否則在系統(tǒng)中觸發(fā)警報。這可用于防止多種攻擊,如 DoS、DDoS 和 Probe。

2. 網(wǎng)絡(luò)釣魚預(yù)防

很容易誘騙某人點擊看似合法的惡意鏈接,然后試圖突破計算機的防御系統(tǒng)。機器學(xué)習(xí)有助于預(yù)測可疑網(wǎng)站,以幫助防止人們連接到惡意網(wǎng)站。

例如,文本分類器機器學(xué)習(xí)模型可以讀取和理解 URL,并首先識別那些欺騙性的網(wǎng)絡(luò)釣魚 URL。這將為最終用戶創(chuàng)造更安全的瀏覽體驗。

機器學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)中的集成不僅限于上述用例。通過從網(wǎng)絡(luò)和機器學(xué)習(xí)的角度闡明機遇和研究,可以在使用 ML 進行網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域開發(fā)解決方案,以解決未解決的問題。

審核編輯:郭婷

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