Модель прогнозирования Интернет-трафика

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Многие современные средcтва Машинного обучения (МО) работают недостаточно эффективно, ввиду выраженной нелинейности изменения трафика и нестационарности. В этих условиях выделяется задача прогнозирования признаков приращений (направления изменения) процесса временных рядов. В статье предлагается использовать некоторые результаты теории случайных процессов для быстрой оценки предсказуемости знаков приращений с приемлемой точностью. Предлагаемая процедура представляет собой простое эвристическое правило предсказания приращения двух соседних значений случайной последовательности. Показывается связь данного подхода для временных рядов с известными подходами предсказания двоичных последовательностей. Рассматривается возможность использования опыта прогнозирования абсолютных значений трафика при прогнозировании знака изменения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Сергей Лазаревич Френкель

Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: fsergei51@gmail.com

кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник

Россия, Москва

Виктор Николаевич Захаров

Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН

Email: VZakharov@ipiran.ru

доктор технических наук, доцент, ученый cекретарь

Россия, Москва

Список литературы

  1. Hanghang Tong, Chongrong Li, Jingrui. A Boostingbased framework for self-similar and non-linear Internet traffic prediction. LNCS (3174). 2004. P.931–936.
  2. Chen A., Law J., Aibin M. A Survey on traffic prediction techniques using Artificial Intelligence for communication networks. Telecom 2021. 2(4). P.518-535.
  3. Cloud B L., Dalmaz L., Vilela M. Performance analysis of network traffic predictors. J. Netw Syst Manage … 2017 (25). P.290–320.
  4. Shimall T. Traffic Analysis for Network Security: Two Approaches for Going Beyond Network Flow Data. 2016. Available at:
  5. https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.513.7546&rep=rep1&type=pdf
  6. Zhao A and Y. Liu. Application of nonlinear combination prediction model for network traffic. 2nd International Conference on Electronic & Mechanical Engineering and Information Technology (EMEIT-2012). Proceedings. 2012. P. 2337-2340.
  7. Lysyak A.S. and B. Ryabko. Time series prediction based on data compression methods. Probl. Inf. Transm. 2016. 52(1). P. 92–99.
  8. Sornette D. and Andersen J. Increments of uncorrelated time series can be predicted with a universal 75% probability of success. Int. J. Mod. Phys. 2000. 11(4). P. 713–720.
  9. Frenkel S. Theoretical aspects of a priori On-Line assessment of data predictability in applied tasks. 5th International Symposium on Cyber Security Cryptology and Machine Learning CSCML. 2021. LNCS. 12716. P.187-195.
  10. Viola R., Martin A., Morgade J., Masneri S. Zorrilla M., Angueira P., Montalbán J. Predictive CDN selection for video delivery based on LSTM network performance forecasts and cost-effective trade-offs. IEEE Trans. on Broadcasting. 2021. 67(1). P.145:158.
  11. Ikharo A. B., Anyachebelu K. T., Blamah N. V., Abanihi V. K. Optimising Self-Similarity Network Traffic for Better Performance. International Journal of Scientific Research in Science and Technology. Print ISSN: 2395-6011.
  12. Feder M., Merhav N., Gutman M. Universal prediction of individual sequences. IEEE Trans. Inf. Theor. 1992. 38(4). P.887–892.
  13. Ryabko B. and Monarev V. Using information theory approach to randomness testing. Journal of Statistical Planning and Inference. 2005. (33). P.95 110.
  14. Bosq D. and Nguyen Hung. A Course in Stochastic Processes. Stochastic Models and Statistical Inference. Kluwer, Dordrecht. 1996.
  15. Box G. E. P., Jenkins G. M., Reinsel G. C. Time Series Analysis: Forecasting and Control. John Wiley & Sons Inc. New York. 2008.
  16. Volovich K.I., Deniso, S.A., Shabanov A.P., Malkovsky S. IAspects of the assessment of the quality of loading hybrid high-performance computing cluster // 5th International Conference on Information Technologies and HighPerformance Computing, ITHPC Computing Center of Far East Branch of the Russian Academy of Science Khabarovsk; Russian Federation; 16 September 2019 through 19 September 2019 // CEUR Workshop Proceedings. 2019. (2426). P.7-11.
  17. Christoffersen P. and Diebold F. Financial asset returns, direction-of-change forecasting, and volatility dynamics. Management Science. 2022. 52(8). P.1273-1287.
  18. Campbell J.Y., Lo A.W., MacKinlay A.C. The Econometrics of financial markets. Princeton University Press. 1997.
  19. Sharma S. Activation functions in neural networks. Retrieved 2019. From https://towardsdatascience.com/activation-functionsneural-networks-1cbd9f8d91d6
  20. Pan C., Wang Y., Shi H., Shi J., Cai R. Network traffic prediction incorporating prior knowledge for an intelligent network. Sensors. 2022. 22. P.2674.
  21. Frenkel S. Predicting the direction of changes in the values of time Series for relatively small training samples. 6th International Symposium on Cyber Security Cryptology and Machine Learning CSCML 2021CSCML, Beer-Sheva, Israel. Proceedings, Lecture Notes in Computer Science. 2022. (13301). P.118-134.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Пример фрагментов записи Flow (из IBM QRadar NETflow). По оси абсцисс — время суток, по оси ординат — количество записанных потоков событий

Скачать (53KB)
3. Рис. 2. Пример центрированного участка трафика

Скачать (42KB)
4. Рис. 3. Выборочные автокорреляционные функции двух различных фрагментов записей Рис. 1

Скачать (118KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».