网络流量预测算法的研究与应用
一种网络流量预测算法的研究与实现

摘
要: 网络 流量预 测是 网络 Q S管理 的一 个重要 部 分 , S管理 的 工作 效 率 , 高网络 带 宽 的利 用率 , 以 高效 的 网络 流量 预 测 o 提 所 是 非常 必要 的. 文是在现 有 的 小型 专 用 网络 中 , 据指 数 平 滑预 测模 型 , 出一种 改 本 根 提
进 的指数 平 滑预 测 法 , 收集到 的 实际 网络流量 数据在 小时 间片 内进行预 测 , 而达到 对 从
对 网络 流量 的控 制 , 高 了网络服 务 的质 量. 提
关 键 词: 网络流 量 ; 能预测 ; 性 指数 平 滑 ; 动平均 移
中图分类 号 : P 9 T 33
文 献标识 码 : A
Re e r h a m plm e t to f a g rt m s a c nd I e n a i n o n Al o ih
o h t r a c Pr dito f t e Ne wo k Tr f e c i n i
GAO —o g , AN e g s e g Yu tn P Ch n —h n
( h nagLgn nvri ,S eyn 1 18 C ia S eyn iogU ie t hna g106 , hn ) sy
A src :h e okt f cpe i i sa m ot tpr o e ok Q ai fS ri bta tT ent r r f rdc o i n i pr n at f t r u lyo evc w a i tn a nw t e ( o )maae e t b t r rfcpe i i eut a r etew r e c nyada — QS n gm n, e e a rdc o rslc ni o ok f i c n d t t f i tn mp v h i e
网络流量预测方法

2 长相关流量特性方法描述
随着 网络 的不 断发展 ,在真实 环境中的网络流量呈现 出 相 当明显 的非 线性 、多尺度特性 ,如 自相似性 、长相关性 、 多重分形性、 发性 等特性 。 突 这就表 明传 统的网络 流量模 型, 如 Makv模型、P isn模型、A ro oso R模型、A MA模型等 , R
中 分 号t 9 田 类 4 N5
网 络 流 量 预 测 方 法
董梦再 ,杨 庚 ,曹晓梅
( 邮电大学计算机学院 ,南京 200 ) 南京 10 3
I 妥 :分析 网络流量 的行为特性 并建 立模型进行预测 ,对于 网络管理 以及 安全 预警具有重要意义 。基于此 ,针对 网络异常处理滞后 、网
络服务质量差等问题 ,研究 多种经典流量 预测方法 ,从流量特性、建模复杂性 、预测精度及应 用场景 等多角度进行分析 比较 。实验结果证 明 , 测模型与具体场景密 切相 关 ,实际操作时需根据流量特性及预 测 目标选择合适 的模型 。 预
美t诃 :时间序列 ;小波变换 ;神经 网络 ; 测精度 ;复杂度 预
第 3 卷 第 1 期 7 6
V. .7 0 3 1
・
计
算
机
工
程
2 1 年 8月 01
Aug t 01 us 2 1
No 1 .6
Co u e g n e i g mp tr En i e rn
网络 与通信 ・
文 ■ t 0 - 4 ( 1 1-0 _ 3 文 标 R 章 号 0 -2 2 16 0 8 0 10 38 0)- 9 _ - 献 t A 码t
M e h d f t r a CPr d c i n t o so wo k n m e i to Ne
IP网络流量流向分析与预测技术研究

扩展性、 设备与链路容量等方面持续面临着巨大的承载压 力。对互联网流量增长和流向分布状况进行准确评估 . 不 仅是运营商优化网络结构 、 缓解网络拥塞、 提升网络资源
M I G l a o 、 A R I M A等 自相似模型以及近 l 0 年提出的神经网
络、 混沌、 多重分形等智能分析预测模型『 1 1 , 均存在实用性
Ke y wo r d s :t r a ic f a n ly a s i s , t r a f f i c p r e d i c t i o n ,O D ma t i r x ,s ma r t p i p e
1 引言
在运营商“ 宽带提速工程” 以及高带宽、 移动互联 网、 云计算等新型应用的推动下 . 国内互联网业务用户带宽近 期呈现高速增长态势. 运营 I P网络在流量转发效率 、 网络
Ab s t r a c t :Ma i n ・ - s t r e a m a p p r o a c h e s u s e d i n t r a f f i c s a n a l y s i s a n d p r e d i c t i o n f o r l a r g e - ・ s c a l e c a r r i e r - g r a d e I P n e t wo r k
网络流量预测方法和实际预测分析

1 引言
在 通 信 网 络 技 术发 展 的过 程 中 . 针对 网 络 流 量 进 行 建 模 和 预测 研 究 一 直 备 受 人们 关 注 。 络 流 量模 型 是 进 行 网络 性 能 分 网 析 和 网络 规 划 设 计 的 基 础 , 个 好 的 流 量模 型 与 预 测 方 法 对 设 一 计 新 一 代 网 络 协 议 、 络 管 理 与 诊 断 、 计 高 性 能 的路 由器 和 网 设 负 载 均衡 器 等 网络 硬 件 设 备 以 及 提 高 网 络 的 服 务 质 量 都 有 重
关注 。 了更 好 地 对 网络 流 量进 行 建模 和 预 测 , 为 文章 一 方 面将 现 有 的 一 些 流 量模 型 分 短相 关 和 长相 关 两 类进 行 总 结 和 分
析 ; 一 方 面分 析 了常 见 的 流 量 预 测 方 法 。 其 是神 经 网络 、 糊 理 论 以及 小 波 分析 。 并在 实 际测 量 中 , 用 FR神 经 网 另 尤 模 使 1
网络 流量预 测方法和实 际预 测分析
郑 成 兴
( 京第二 外 国语 学 院教 育技 术 中心 , 北 北京 1 0 2 ) 004
E- i: h n c l o u c m mal z e g x @s h . o
摘
要 随 着 网络 带 宽 的迅 速 增 加 以 及 各 种 网 络服 务 的 广泛 应 用 .针 对 网络 流 量 的 建 模 以 及 预 测 日益 重 要 并 备 受人 们
要意义 。
2 网 络 流 量 模 型
通 信 网络 中 的流 量 模 型 可 以分 为 稳 定 的 和 不 稳 定 的 两 种 .
其 中 , 定 的流 量 模 型 又 分 为长 相关 (o g R g ee d n, 稳 L n — a eD p n et n L D) R 和短 相关 ( ha R n e D pn e tS D) 类 , 相 关 模 S o — a g ee dn ,R 两 短 型 仅仅 对 于 小 的 时 间 尺 度 范 围 内存 在 显 著 的 相关 结 构 . 长 相 而
交通网络流量异常检测与态势预测算法

交通网络流量异常检测与态势预测算法随着城市交通的日益拥堵,交通网络的流量监测和预测变得尤为重要。
交通网络流量异常检测与态势预测算法为实现交通管理的智能化提供了重要的技术支持。
本文将介绍交通网络流量异常检测与态势预测算法的原理和应用。
一、交通网络流量异常检测算法交通网络流量异常检测的目标是从海量的交通数据中识别出异常情况,如交通拥堵、事故等。
常用的交通网络流量异常检测算法主要有以下几种:1. 基于统计学方法的异常检测算法该算法通过对交通数据进行统计分析,建立对比参照,识别出与正常情况偏离较大的数据点,从而判断交通流量是否异常。
例如,可以利用时间序列分析方法,比较实际流量与历史平均流量之间的差异,从而找出异常情况。
2. 基于机器学习方法的异常检测算法这种算法利用机器学习的技术,通过对交通数据进行训练和学习,构建异常检测模型。
常用的机器学习算法包括支持向量机(SVM)、决策树和随机森林等。
通过对大量的训练数据进行学习,模型可以识别出未知数据的异常情况。
3. 基于深度学习方法的异常检测算法随着深度学习技术的发展,深度学习在交通网络流量异常检测中得到了广泛应用。
深度学习算法可以通过对交通数据进行多层次的特征提取和学习,从而获取更准确的异常检测结果。
常用的深度学习算法包括卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM)等。
二、交通网络态势预测算法交通网络态势预测算法旨在通过历史交通数据和当前流量状况,预测未来交通网络的流量情况,为交通管理提供参考依据。
常用的交通网络态势预测算法包括以下几种:1. 基于时间序列分析的预测算法该算法利用时间序列的特性,通过对历史交通数据的分析,建立时间序列模型,从而预测未来的交通流量情况。
常用的时间序列分析方法包括自回归移动平均模型(ARMA)和季节性自回归移动平均模型(SARMA)等。
2. 基于回归分析的预测算法回归分析是一种通过建立特征变量与目标变量之间的关系模型,预测目标变量的方法。
基于最大熵算法网络流量预测模型研究

摘要 : 究了网络流量准确预测优化问题 。 由于网络资源的调度和传输 速率时变性 较强 , 研 互联 网中对 网络流量 的不确定影 响因素较 多 , 同时由于传统的流量预测模 型精度 不高等缺陷。为解决上 述问题 , 出了一种新 的基 于最大熵算法 建立网络 提 流量 预测模 型。先获得 约束的条 件 , 对记录误 差采 用归一化 处理方 法得到 的, 是从 而记 录误差是模 型根据历史来得 到的预 测 结果 , 用最大熵算法原理来 推测得到的结果分布 , 然后 最后通过算法对 网络 的实际流量进行仿 真预测。实验 的仿真结果 说明 , 此改进方法在预测精确度上 , 比传统的集 中网络流量预测计算方法更胜一筹 , 为网络流量预测优化 问题提供 了依据 。
r a e o k ta f s r d c e y smu ai n T e s lt n r s l h w h tt i meh d h s hg e r d ci n e n t r f c Wa p e itd b i l t . h i ai e u t s o t a h s l w r i o mu o s t o a ih r p e it o
叵 匦垂卜
匝 - [ 三
其 中,
=
I p d () x
() 8
代人熵的定义公式 , 并注意到 I () =1 p x 得: 日:
P ,2 … ,Ⅳ (l , )
=
图 1 网络 流 量 的 预 测 框 图
+I = n
丽
() 9
在上述原理 中 , 大 的问题是 如何 进行 归一化 的处 理 , 最 网络流量会 随着不 同 的时间尺 度下 表现 出相对 应 的不 同的
预测算法相 比, 这种方法的预测准确度要高 出很多 。
通信网络中的流量识别与分析方法研究
通信网络中的流量识别与分析方法研究随着互联网的快速发展,通信网络已经成为了连接世界的重要基础设施。
然而,随之而来的是数据流量的急剧增长,使得传统的通信网络架构不再能够满足当今的需求。
为了有效管理和优化通信网络,流量识别与分析成为了关键技术之一。
本文将针对通信网络中的流量识别与分析方法展开研究,以期提供可行的解决方案。
一、流量识别方法1. 端口和协议识别:这是一种基于端口和协议的最简单的流量识别方法。
当网络流量经过特定的端口时,可以根据端口号和协议类型来进行识别。
虽然这种方法简单易行,但是它容易被绕过或者伪装,因此不适用于当前复杂多变的通信网络环境。
2. 深度包检测(DPI):深度包检测是一种高级流量识别方法,它通过对网络数据包进行深入分析,识别和提取关键特征信息。
这种方法能够有效地检测和识别各种类型的网络流量,包括加密流量,从而能够满足对网络安全和优化的需求。
然而,深度包检测方法的计算复杂度较高,需要大量的计算资源和时间,因此在大规模网络环境中应用受到一定的限制。
3. 机器学习方法:机器学习方法是当前研究流量识别的热门方向之一。
通过构建各种机器学习模型,利用训练数据集进行学习和推理,识别和分类网络流量。
这种方法的优势在于可以动态适应网络流量的变化,具有较高的准确性和扩展性。
然而,机器学习方法也存在一些挑战,例如需要大量的标记样本数据进行训练和模型优化,以及模型的鲁棒性和迁移能力等问题。
二、流量分析方法1. 传统流量分析方法:在传统的流量分析方法中,主要采用的是基于端口、协议和地址的统计分析。
通过对流量数据进行统计和分析,可以获得一些关键的网络性能指标,如流量量、时延、丢包率等。
这种方法简单易行,适用于一些简单网络环境下的性能分析任务。
然而,由于传统方法对流量细节的抽象过多,无法提供更深入的分析结果。
2. 应用层流量分析:应用层流量分析是一种基于应用层协议的流量分析方法,通过识别和匹配应用层协议头部信息和内容特征,可以对应用层的流量进行精确的分析。
流量预测算法在网络安全中的应用
M u L o g A J n。 Iy n
【 btat Wi h ee p n f o p tr ew rs ew r eui r i p r n,tet fepei i g ・ A s c】 r t tedvl met m ue nt ok,nt oks r ymoe m ot t h rl r c o a o h o oc c t a a d t nl
【 e o s ter f r ii ; nri r i e co ; nr K y r 】 h a c e co so t s n t tn So w d t f p d tn i tn uo d e i t
[ 中图分 类号 ]T 39 P 0 [ 文献标 识码 ]A [ 文章 编号]17 —3 2 (00 0 —0 2 — 2 6 4 2 9 2 1) 4 0 8 0
1 引 言
随着计算机 网络 的发展 , 各种各样 的入 侵行为 给
人们 带来了安全方面的隐患 , 最好 的防范 办法就是综
合使用 防火墙 、D IS和 IS P 。一 些用户 认 为 ,D IS经常
不断发报警信息, 结果大部分是误报 , 而且报警信息 不合乎 逻辑 , 理 IS的报警信息是一个让 人头痛 的 处 D 问题 。IS 阻 止蠕 虫病 毒 等针 对应 用 层攻 击 的 同 P在 时 , 以减少 内部 IS 成 的报警数 量 , 还可 D 生 使用户 安 心地使用 I S D 监控子 网 以及 完善 企业安 全 战略 。在 IS的 阻 断 作 用 下 ,D P IS报 警 信 息 的 数 量 减 少 了 9 %。如何提高 IS系统的性能 , 据 网络 流量 适时 9 D 根 提高匹配 的准确性 , 了当前 网络研究 的重 点。 成 本 文根据 网络 流量 的特 征 , 用 小 波 流量 预测 应 模型 , 提前根 据 网络 流量 的异常发 现入侵 行为 , 前 提 报警 , 而提 高入侵 的检测效 率 。 从
计算机网络流量异常检测与预测的方法研究
计算机网络流量异常检测与预测的方法研究摘要:随着社会的进步和科学技术的快速发展,计算机技术的应用变得越来越广泛,通信需求也随之增加。
近几年,宽带用户数量逐年增加,对通信技术也有了更高的需求,而通信公式为了能够使用户获得较高的通信体验,提高用户满意度,而不断的进行技术的革新,通过多种不同的宽带接入方式以及网络资源的合理运用方式来改善通信设备,促进网络通信。
而在此过程中,对计算机网络流量异常的检测和预测工作也就显得十分的重要,本文就通过网络流量异常检测的意义展开分析,并阐述具体的检测方法。
关键词:计算机网络;流量异常;检测;预测当今社会属于信息化时代,人们的生活、工作以及学习都离不开计算机网络,计算机网络已经发展成为人们生活中必不可少的组成部分。
而随着网络的发展和应用,各种各样的网络平台也得到迅速的发展,而为了能够较好的对网络进行有效的监控,保证计算机网络系统的正常运转,就需要对网络进行流量监控。
通过流量监控技术发现网络中的异常,针对所检测出的异常行为及时采取相应的解决措施,以维护计算机网络的畅通性,从而促进计算机网络的良好发展。
1.网络流量异常检测的意义1.1便于网络故障的诊断计算机网络的物理数据传输通常是以比特作为传输单位的,人们无法对网络的可用性或者稳定性进行判断,所以,便缠上了通过对网络流量的检测来进行网络故障的诊断。
导致网络故障的原因有很多,例如网络设备突然中断、配置错误致使网络行为出现偏差以及网络链路和路由器故障等都会导致流量异常,这种异常所带来的损失往往是较大的。
而如果能够通过检测网络流量及时发现此类异常,就能够对所检测到的异常源点进行分析,从而对故障原因做出具体分析,根据分析结果实施解决方案,这样也就减少或避免了不必要的损失。
1.2优化网络协议网络体系结构的基本职责就是负责数据通信,与此同时,通信业务的需求在发生改变或更新的情况下,也会导致网络协议的更新,这正是为了进行更高效的数据传输,以适应社会发展需要。
机器学习在网络流量预测中的应用
机器学习在网络流量预测中的应用在当今数字化的时代,网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
随着网络应用的不断丰富和用户数量的持续增长,对网络流量进行准确预测变得至关重要。
网络流量预测不仅有助于网络运营商合理规划资源、优化网络性能,还能为企业和用户提供更好的服务质量。
而机器学习技术的出现,为网络流量预测带来了新的思路和方法。
网络流量具有复杂的动态特性,受到多种因素的影响,如时间、用户行为、网络应用类型、网络拓扑结构等。
传统的预测方法,如基于统计学的方法,在处理这些复杂的非线性关系时往往表现出一定的局限性。
机器学习则凭借其强大的学习和泛化能力,能够从大量的历史数据中自动挖掘出隐藏的模式和规律,从而实现更准确的网络流量预测。
在众多机器学习算法中,人工神经网络(ANN)是应用较为广泛的一种。
它通过模拟人脑神经元的工作方式,构建多层的网络结构来对数据进行处理和学习。
对于网络流量预测,ANN 可以自动学习流量的时间序列特征,捕捉其中的长期依赖关系和非线性变化。
例如,在预测一天中不同时间段的网络流量时,ANN 能够根据历史数据学习到流量在早高峰、午高峰和晚高峰的变化规律,从而做出较为准确的预测。
决策树也是一种常用的机器学习算法。
它通过对数据进行逐步的划分和决策,构建出一棵类似于树状的结构。
在网络流量预测中,决策树可以根据不同的特征,如网络类型、用户位置等,对流量进行分类和预测。
决策树的优点在于其解释性较强,能够清晰地展示出预测的决策过程和依据,这对于理解和分析网络流量的特征非常有帮助。
支持向量机(SVM)则是基于结构风险最小化原则的一种算法。
它通过寻找一个最优的超平面,将不同类别的数据进行分离。
在网络流量预测中,SVM 可以将流量数据映射到高维空间,从而实现更复杂的分类和预测任务。
与其他算法相比,SVM 在处理小样本和高维数据时具有一定的优势。
除了上述算法,集成学习方法,如随机森林和梯度提升决策树(GBDT),也在网络流量预测中取得了不错的效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
网络流量预测算法的研究与应用第一章、绪论
网络流量预测算法(Netwok Traffic Prediction Algorithm)是指通过对网上流量的研究,实现对未来网络流量的预测。
在网络资源的分配和管理方面,网络流量预测算法起到了至关重要的作用。
基于对网络流量的预测,网络管理员可以更好地管理网络资源,指导网络建设计划,提高网络可用性。
本文将介绍当前流行的网络流量预测算法的研究现状以及其中的优缺点,最后探讨这些算法的应用。
第二章、常见的网络流量预测模型
在网络流量预测算法的发展过程中,出现了很多的预测模型,下文将简要介绍一些常见的网络流量预测模型。
1.周期性模型
周期性模型是基于人们对网络工作模式的认识,根据每天、每周、每月等时间周期宏观分析网络的流量规律,并运用数据处理和统计方法建立模型。
周期性模型的特点是预测精度较高,但是需要收集和处理储存大量的历史数据,模型建立时间较长,需要较高的数据处理技术。
2.时段性模型
时段性模型是根据网络数据流量的在一定时间段内的规律,运
用时间序列分析方法来确定未来网络流量的预测值。
时段性模型
的优点是有较高的预测精度,但需要收集及历史数据和统计方法
来处理数据。
3.回归模型
回归模型是基于对网络流量的回归分析来确定未来流量的预测值。
模型中参数的选取和回归分析方法的选择非常重要。
与周期
性模型和时段性模型相比,回归模型在模型构建时,不要求数据
序列按照时间先后顺序排列,而是侧重于建立变量之间的联系,
因此预测精度相对较高。
4.神经网络模型
神经网络模型是基于神经网络技术对网络流量进行预测,主要
思想是在复杂的非线性关系中通过反向传播算法对网络流量数据
进行建模。
神经网络预测模型对大量的数据具有较好的处理能力,能够识别各种瞬态现象,对网络流量预测有较高的准确性,但需
要更多的计算资源和数据处理技术。
第三章、各模型的优缺点比较
网络流量预测模型的优缺点可以从许多角度进行比较,包括预
测精度、模型构建难度、数据收集、预测时间、应用范围等方面
进行比较。
1.预测精度
网络流量预测模型中,预测精度是最重要的评估指标之一。
周期性模型、时段性模型和回归模型相比神经网络模型,在收集历史数据方面要求较低,而神经网络模型则非常依赖实验数据的规模和质量,各模型的预测精度也因此会有所不同。
2.模型构建难度
建立网络流量预测模型所需要的计算、数学、统计等方面的技能对于不同模型来说是不同的。
周期性模型和时段性模型相对简单,回归模型的建立相对较难,而神经网络模型则需要更多的计算、数学和计算机基础。
3.数据收集
周期性模型和时段性模型要求收集的历史数据较少,而回归模型和神经网络模型需要收集大量的历史数据,网络管理员需具备一定的数据处理技巧。
4.预测时间
网络流量预测模型的预测周期也是评估其优缺点的重要参数。
周期性模型、时段性模型和回归模型都可以对未来一定时间段内的流量进行比较准确的预测,而神经网络模型通常需要对更远未来的流量进行预测,但预测精度较低。
5.应用范围
网络流量预测模型应用范围主要包括无线通信、广域网、应用数据中心、物联网等。
周期性模型、时段性模型和回归模型在通信方面的应用较多,而神经网络模型在数据中心、物联网等应用方面较多。
第四章、网络流量预测算法应用场景
网络流量预测算法在实际应用中有许多场景,主要包括以下三类:
1.网络带宽规划
根据流量预测算法得出的数据,网络管理员可以更好地拟定带宽规划,节约网络资源,提升网络的带宽利用率。
2.网络故障预测
网络流量预测算法可以预测网络故障,避免因网络故障而导致的数据流中断,提高网络的稳定性。
3.网络安全预警
网络流量预测算法可以通过对网络内流量波动的检测,及时发现网络中的异常流量,提早预警防范网络安全攻击事件。
第五章、结论
网络流量预测算法起到非常关键的作用,可以帮助网络管理员合理规划网络资源,提升网络的稳定性和安全性。
本文介绍了常见的网络流量预测模型以及其优缺点的比较,同时也探讨了网络流量预测算法的实际应用场景。