Структурный анализ потоков сетевого трафика

Сетевой трафик возникает в результате суперпозиции потоков между источниками и назначениями (OD-потоков). Поэтому глубокое понимание OD-потоков необходимо для моделирования сетевого трафика и решения широкого круга задач, включая управление трафиком, оценивание матрицы трафика, планирование пропускной способности, прогнозирование и обнаружение аномалий. Однако до настоящего времени OD-потоки не подвергались детальному изучению, и об их свойствах известно очень мало. Мы представляем первый анализ полных наборов временных рядов OD-потоков, полученных из двух различных магистральных сетей (Abilene и Sprint-Europe). С помощью метода главных компонент (PCA) мы показываем, что множество OD-потоков имеет малую внутреннюю размерность. В частности, даже в сети, содержащей более ста OD-потоков, их динамику во времени можно точно моделировать с использованием небольшого числа (10 или менее) независимых компонент или измерений. Мы также показываем, как с помощью PCA можно систематически разложить структуру временных рядов OD-потоков на три основные составляющие: общие периодические тренды, кратковременные всплески и шум. Мы анализируем вклад различных составляющих в общую структуру OD-потоков и исследуем степень изменения этого разложения во времени.