快速增長的互聯(lián)網(wǎng)連接需求給企業(yè)改善網(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)管理員總是會(huì)遇到運(yùn)行多個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的不同類型的網(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，使用為這種網(wǎng)絡(luò)場景構(gòu)建的傳統(tǒng)算法或硬編碼技術(shù)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

事實(shí)證明，機(jī)器學(xué)習(xí)在幾乎所有行業(yè)都是有益的，網(wǎng)絡(luò)行業(yè)也不例外。機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫助解決棘手的網(wǎng)絡(luò)障礙，促進(jìn)新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的應(yīng)用，使網(wǎng)絡(luò)變得非常方便。以下詳細(xì)討論基本工作流程以及一些用例，以便更好地理解網(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

伴隨對物聯(lián)網(wǎng)(IoT)解決方案的需求日益增長，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生大量的異構(gòu)流量數(shù)據(jù)。對于這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)(如ping監(jiān)控、日志文件監(jiān)控，甚至SNMP)是不夠的。它們通常缺乏對實(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，網(wǎng)絡(luò)中來自其他來源(如蜂窩設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備)的流量相對顯示出更復(fù)雜的行為。

機(jī)器學(xué)習(xí)有助于在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分析，以便在管理此類網(wǎng)絡(luò)時(shí)識(shí)別復(fù)雜模式。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，如流量分類和預(yù)測、擁塞控制等。

帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)遙測數(shù)據(jù)提供了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)性能的基本指標(biāo)。這些信息通常很難解釋。考慮到網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和通過網(wǎng)絡(luò)的總數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)具有巨大的價(jià)值。如果使用得當(dāng)，它可以顯著提高性能。

比如帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測等新興技術(shù)可以幫助實(shí)時(shí)收集詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)遙測數(shù)據(jù)。最重要的是，在這些數(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。使用傳統(tǒng)方法很難從大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中指出這些現(xiàn)象。

機(jī)器學(xué)習(xí)模型經(jīng)過訓(xùn)練以理解遙測數(shù)據(jù)中的相關(guān)性和模式。這些算法最終獲得了基于歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的預(yù)測將來的能力。這有助于管理將來的網(wǎng)絡(luò)中斷。

資源分配和擁塞控制

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施都有預(yù)定義的可用總吞吐量。它被進(jìn)一步分割成不同預(yù)定義帶寬的多個(gè)通道。在這樣的場景中，如果每個(gè)最終用戶的總帶寬使用量是靜態(tài)預(yù)定義的，在網(wǎng)絡(luò)被大量使用的某些部分可能會(huì)出現(xiàn)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)模型來實(shí)時(shí)分析網(wǎng)絡(luò)流量，并以使網(wǎng)絡(luò)遇到的瓶頸最少的方式推斷出每個(gè)用戶的合適帶寬量。

這些模型可以從網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，比如每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的總活動(dòng)用戶、每個(gè)用戶的歷史網(wǎng)絡(luò)使用數(shù)據(jù)、基于時(shí)間的數(shù)據(jù)使用模式、用戶在多個(gè)接入點(diǎn)之間的移動(dòng)等。

流量分類

在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，都存在各種各樣的流量，如Web托管(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。當(dāng)涉及到網(wǎng)絡(luò)帶寬使用時(shí)，每一種行為都不同;比如，通過FTP傳輸文件會(huì)在傳輸期間連續(xù)使用大量數(shù)據(jù)。

另一個(gè)例子是，如果一個(gè)視頻是流媒體的，它使用數(shù)據(jù)塊和緩沖方法。當(dāng)允許這些不同類型的流量以無監(jiān)督的方式使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將會(huì)造成一些臨時(shí)阻塞。

為了避免這種情況，可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)分類器來分析和分類通過網(wǎng)絡(luò)的流量類型。然后，可以使用這些模型來推斷網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如分配的帶寬、數(shù)據(jù)上限等，這反過來可以通過改進(jìn)所服務(wù)請求的調(diào)度以及動(dòng)態(tài)更改分配的帶寬來幫助提高網(wǎng)絡(luò)性能。

網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)攻擊數(shù)量的增加迫使企業(yè)持續(xù)監(jiān)控和關(guān)聯(lián)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及其用戶的數(shù)百萬外部和內(nèi)部數(shù)據(jù)點(diǎn)。人工管理大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變得很困難。這就是機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)揮重要的地方。

機(jī)器學(xué)習(xí)可以識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的某些模式和異常，并預(yù)測大量數(shù)據(jù)集中的威脅，所有這些都是實(shí)時(shí)的。通過對此類分析進(jìn)行自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)管理人員可以輕松地檢測威脅并快速隔離情況，而無需耗費(fèi)大量人力。

網(wǎng)絡(luò)攻擊識(shí)別與預(yù)防

網(wǎng)絡(luò)行為是機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)中用于異常檢測的一個(gè)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安全策略的行為。

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，將在系統(tǒng)中觸發(fā)警報(bào)。這可用于防止DoS、DDoS和探測等多種攻擊。

防止網(wǎng)絡(luò)釣魚

誘騙某人點(diǎn)擊看似合法的惡意鏈接，然后利用收集到的信息試圖突破計(jì)算機(jī)的防御系統(tǒng)是很容易的。機(jī)器學(xué)習(xí)有助于標(biāo)記可疑網(wǎng)站，以幫助防止人們不小心連接到惡意網(wǎng)站。

比如，文本分類器機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以讀取和理解URL，并識(shí)別那些偽造的釣魚URL。這將為最終用戶創(chuàng)造更安全的瀏覽體驗(yàn)。

機(jī)器學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)中的集成并不局限于上述的用例。通過從網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)的角度闡明機(jī)會(huì)和研究，可以在使用機(jī)器學(xué)習(xí)用于網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域開發(fā)解決方案，以解決尚未解決的問題。