機(jī)器學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際應(yīng)用

對(duì)互聯(lián)網(wǎng)連接的快速增長(zhǎng)的需求給改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、性能和其他關(guān)鍵參數(shù)帶來(lái)了壓力。網(wǎng)絡(luò)管理員必須遇到運(yùn)行多個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)。

每個(gè)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(huì)動(dòng)態(tài)變化。由于網(wǎng)絡(luò)的多樣性和復(fù)雜性，為此類(lèi)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景構(gòu)建的傳統(tǒng)算法或硬編碼技術(shù)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

機(jī)器學(xué)習(xí)已被證明對(duì)幾乎所有行業(yè)都有益，包括 網(wǎng)絡(luò)行業(yè)。機(jī)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(guò)幾個(gè)用例詳細(xì)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(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。

智能網(wǎng)絡(luò)流量管理：

隨著對(duì)物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 解決方案的需求不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)會(huì)產(chǎn)生海量且異構(gòu)的流量數(shù)據(jù)。對(duì)于這樣一個(gè)動(dòng)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(duì)實(shí)時(shí)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(dòng)性和網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性，來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中蜂窩或移動(dòng)設(shè)備等其他來(lái)源的流量相對(duì)表現(xiàn)出更復(fù)雜的行為。

機(jī)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(lèi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)識(shí)別復(fù)雜的模式。鑒于這些機(jī)會(huì)，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(lèi)和預(yù)測(cè)、擁塞控制等。

1. 帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)

網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)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(guò)的大小和總數(shù)據(jù)具有巨大的價(jià)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(cè)等新興技術(shù)可以幫助實(shí)時(shí)收集詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)數(shù)據(jù)。最重要的是，在此類(lèi)數(shù)據(jù)集上運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫助關(guān)聯(lián)延遲、路徑、交換機(jī)、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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中難以指出的。

訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型以了解遙測(cè)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(cè)未來(lái)的能力。這有助于管理未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)中斷。

2. 資源分配和擁塞控制

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施都有一個(gè)預(yù)定義的可用總吞吐量。它進(jìn)一步分為不同預(yù)定義帶寬的多個(gè)通道。在這種情況下，每個(gè)最終用戶(hù)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(jī)器學(xué)習(xí)模型以實(shí)時(shí)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(gè)用戶(hù)的適當(dāng)帶寬限制。

此類(lèi)模型可以從網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，例如每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的總活躍用戶(hù)數(shù)、每個(gè)用戶(hù)的歷史網(wǎng)絡(luò)使用數(shù)據(jù)、基于時(shí)間的數(shù)據(jù)使用模式、用戶(hù)跨多個(gè)接入點(diǎn)的移動(dòng)等等。

3. 流量分類(lèi)

在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，都存在各種流量，如虛擬主機(jī) （HTTP）、文件傳輸 （FTP）、安全瀏覽 （HTTPS）、HTTP 實(shí)時(shí)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(shí)，它們中的每一個(gè)都表現(xiàn)不同，通過(guò) 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(lèi)型的流量以無(wú)監(jiān)督的方式在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行時(shí)，可以看到一些暫時(shí)的阻塞。

為避免這種情況，機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)器可用于分析和分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中的流量類(lèi)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(guò)改進(jìn)所服務(wù)請(qǐng)求的調(diào)度以及動(dòng)態(tài)更改分配的帶寬來(lái)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(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及其用戶(hù)的數(shù)百萬(wàn)個(gè)外部和內(nèi)部數(shù)據(jù)點(diǎn)。大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的手動(dòng)管理變得困難。這就是機(jī)器學(xué)習(xí)有幫助的地方。

機(jī)器學(xué)習(xí)可以實(shí)時(shí)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的某些模式和異常，并預(yù)測(cè)海量數(shù)據(jù)集中的威脅。通過(guò)使此類(lèi)分析自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)管理員可以輕松地檢測(cè)威脅并快速隔離情況，而減少人力。

1. 網(wǎng)絡(luò)攻擊識(shí)別/預(yù)防

網(wǎng)絡(luò)行為是機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)中用于異常檢測(cè)的重要參數(shù)。機(jī)器學(xué)習(xí)引擎實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)以識(shí)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(bào)。這可用于防止多種攻擊，如 DoS、DDoS 和 Probe。

2. 網(wǎng)絡(luò)釣魚(yú)預(yù)防

很容易誘騙某人點(diǎn)擊看似合法的惡意鏈接，然后試圖突破計(jì)算機(jī)的防御系統(tǒng)。機(jī)器學(xué)習(xí)有助于預(yù)測(cè)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(lèi)器機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以讀取和理解 URL，并首先識(shí)別那些欺騙性的網(wǎng)絡(luò)釣魚(yú) URL。這將為最終用戶(hù)創(chuàng)造更安全的瀏覽體驗(yàn)。

機(jī)器學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)中的集成不僅限于上述用例。通過(guò)從網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)的角度闡明機(jī)遇和研究，可以在使用 ML 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域開(kāi)發(fā)解決方案，以解決未解決的問(wèn)題。

審核編輯：郭婷