Internet Traffic Prediction Model

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The main methods for predicting traffic in telecommunications networks are the methods and techniques of Machine Learning (ML). As a rule, within the framework of the MO approach, the network traffic predictor is considered as a tool that uses one way or other accumulated statistics over time to draw conclusions about the future behavior of network traffic [4]. However, as the analysis of the literature shows, many modern MO tools, primarily neural networks, do not work efficiently enough due to the pronounced non-linearity of traffic changes and non-stationarity. Among the tasks of forecasting, the task of predicting signs of increments (direction of change) of the process of time series is singled out separately. The article proposes to use some results of the theory of random processes for a quick assessment of the predictability of signs of increments with acceptable accuracy. The proposed fast prediction procedure is a simple heuristic rule for predicting the increment of two adjacent values of a random sequence. Knowledge of the laws of time series probability distributions is not required. The connection with this approach for time series with known approaches for predicting binary sequences is shown. The possibility of using the experience of predicting the absolute values of traffic when predicting the sign of the change is also considered.

Негізгі сөздер

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Sergey Frenkel

Computer Science and Control Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: fsergei51@gmail.com

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Senior Researcher

Ресей, Moscow

Victor Zakharov

Computer Science and Control Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: VZakharov@ipiran.ru

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Scientific Secretary

Ресей, Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Hanghang Tong, Chongrong Li, and Jingrui, 2004. A Boosting-based framework for self-similar and non-linear Internet traffic prediction. LNCS (3174): 931–936.
  2. Chen, A.; Law, J.; Aibin, M., 2021. A Survey on traffic prediction techniques using Artificial Intelligence for communication networks. Telecom 2021, 2(4), 518-535.
  3. Cloud, B L., Dalmazo, L., Vilela, M, 2017. Performance analysis of network traffic predictors. J. Netw Syst Manage (25):290–320.
  4. Shimall, T., 2016. Traffic Analysis for Network Security: Two Approaches for Going Beyond Network Flow Data. Available at: https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download
  5. doi=10.1.1.513.7546&rep=rep1&type=pdf
  6. Zhao, A and Y. Liu., 2012. Application of nonlinear combination prediction model for network traffic. 2nd International Conference on Electronic & Mechanical Engineering and Information Technology (EMEIT-2012). Proceedings. 2337-2340.
  7. Lysyak, A.S.and B. Ryabko, 2016. Time series prediction based on data compression methods. Probl. Inf. Transm. 52(1): 92–99.
  8. Sornette, D. and Andersen, J. 2000. Increments of uncorrelated time series can be predicted with a universal 75% probability of success. Int. J. Mod. Phys. 11(4): 713–720.
  9. Frenkel, S., 2021, 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, 187-195.
  10. Viola, R., Martin, A., Morgade, J., Masneri, S. Zorrilla, M., Angueira, P., Montalbán, J., 2021. Predictive CDN selection for video delivery based on LSTM network performance forecasts and cost-effective trade-offs. IEEE Trans. on Broadcasting. 67(1): 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.
  12. Feder, M., Merhav, N., Gutman, M., 1992. Universal prediction of individual sequences. IEEE Trans. Inf. Theor. 38(4), 887–892.
  13. Ryabko, B. and Monarev, V. 2005. Using information theory approach to randomness testing. Journal of Statistical Planning and Inference. (33): 95 – 110.
  14. Bosq, D, and Nguyen, Hung, 1996. A Course in Stochastic Processes. Stochastic Models and Statistical Inference. Kluwer, Dordrecht.
  15. Box, G. E. P. Jenkins, G. M. Reinsel, G. C., 2008. Time Series Analysis: Forecasting and Control. John Wiley & Sons Inc., New York.
  16. Volovich, K.I., Denisov, S.A., Shabanov, A.P., Malkovsky, S.I., 2019. Aspects of the assessment of the quality of loading hybrid high-performance computing cluster // 5th International Conference on Information Technologies and High-Performance 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. (2426): 7-11.
  17. Christoffersen P. and Diebold, F, 20226. Financial asset returns, direction-of-change forecasting, and volatility dynamics. Management Science. 52(8): 1273-1287.
  18. Campbell, J.Y., Lo, A.W., MacKinlay, A.C., 1997. The Econometrics of financial markets. Princeton University Press.
  19. Sharma, S., 2019. Activation functions in neural networks. Retrieved from https://towardsdatascience.com/activationfunctions-neural-networks-1cbd9f8d91d6
  20. Pan, C.; Wang, Y.; Shi, H.; Shi, J.; Cai, R., 2022. Network traffic prediction incorporating prior knowledge for an intelligent network. Sensors, (22): 2674.
  21. Frenkel, S., 2022. 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 (13301): 118-134.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2. Fig. 1. Example of Flow recording fragments (from IBM QRadar NETflow). On the abscissa axis - time of day, on the ordinate axis - number of recorded event flows

Жүктеу (53KB)
3. Fig. 2. Example of a centred traffic section

Жүктеу (42KB)
4. Fig. 3. Sampled autocorrelation functions of two different fragments of records Fig. 1

Жүктеу (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».