针对设备端口链路的LSTM网络流量预测与链路拥塞方案
2019-12-13黄伟刘存才祁思博
网络与信息安全学报 2019年6期
黄伟,刘存才,祁思博
针对设备端口链路的LSTM网络流量预测与链路拥塞方案
黄伟,刘存才,祁思博
(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北 石家庄 050081)
针对设备端口链路流量,提出两种基于长短期记忆网络的预测模型。第一种针对在大时间粒度下平稳变化的流量;第二种则针对在小时间粒度下波动剧烈的非平稳流量。通过选用不同的数据划分方式与模型训练方法,构建两种具有不同网络结构的流量预测模型。实验结果表明,前者在处理平稳变化的流量时能够达到极高的预测精度,后者在处理非平稳流量时具有明显优于SVR模型、BP神经网络模型的预测效果。在第二种预测模型的基础上,提出了参数可调的链路拥塞预警方案,实验证明该方案具有一定的可行性。
长短期记忆网络;机器学习;网络流量预测;非平稳流量预测;时间序列预测
1 引言
近年来,网络业务日益复杂多元化,网络流量更多地呈现出突发性与自相似性,流量的时间序列也愈加难以使用传统的线性方法进行建模描述。为此,研究者开始尝试将SVR[1-2]、BP神经网络[3-5]等机器学习方法应用于网络流量乃至交通流量预测,试图通过对历史流量的学习来预测未来时间流量。从以往的研究中来看,多数研究者需要利用流量的周期性特征,这主要适用于较大时间粒度的流量预测[3-6],需要长时间的训练数据且无法保证预测的时效性。另外一种为短时流量预测[7-9],由于小时间粒度下流量序列前后波动的不确定性,很难使用传统机器学习方法对其进行精确的描述。……
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