Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети
Описано адаптивний відбір зразків трафіка комп'ютерної мережі з використанням нейронної мережі та нечіткого регулятора для одержання максимально можливого ступеня зменшення кількості оброблюваних даних у разі збереження прийнятної точності вимірювання. Наведено результати експериментальної пере...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2008
|
| Schriftenreihe: | Кибернетика и системный анализ |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/72063 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети / Ю. Гиертл, Я. Бача, Ф. Якаб, Р. Андога // Кибернетика и системный анализ. — 2008. — № 3. — С. 46-54. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-72063 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-720632014-12-17T03:02:07Z Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети Гиертл, Ю. Бача, Я. Якаб, Ф. Андога, Р. Кибернетика Описано адаптивний відбір зразків трафіка комп'ютерної мережі з використанням нейронної мережі та нечіткого регулятора для одержання максимально можливого ступеня зменшення кількості оброблюваних даних у разі збереження прийнятної точності вимірювання. Наведено результати експериментальної перевірки ефективності відбору з використанням архівних даних трафіка реальної комп'ютерної мережі. 2008 Article Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети / Ю. Гиертл, Я. Бача, Ф. Якаб, Р. Андога // Кибернетика и системный анализ. — 2008. — № 3. — С. 46-54. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/72063 681.3.06 ru Кибернетика и системный анализ Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Кибернетика Кибернетика |
| spellingShingle |
Кибернетика Кибернетика Гиертл, Ю. Бача, Я. Якаб, Ф. Андога, Р. Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети Кибернетика и системный анализ |
| description |
Описано адаптивний відбір зразків трафіка комп'ютерної мережі з використанням нейронної мережі та нечіткого регулятора для одержання максимально можливого ступеня зменшення кількості оброблюваних даних у разі збереження прийнятної точності вимірювання. Наведено результати експериментальної перевірки ефективності відбору з використанням архівних даних трафіка реальної комп'ютерної мережі. |
| format |
Article |
| author |
Гиертл, Ю. Бача, Я. Якаб, Ф. Андога, Р. |
| author_facet |
Гиертл, Ю. Бача, Я. Якаб, Ф. Андога, Р. |
| author_sort |
Гиертл, Ю. |
| title |
Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети |
| title_short |
Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети |
| title_full |
Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети |
| title_fullStr |
Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети |
| title_full_unstemmed |
Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети |
| title_sort |
адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Кибернетика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/72063 |
| citation_txt |
Адаптивный отбор образцов при измерении параметров трафика компьютерной сети с использованием нечеткого регулятора и нейронной сети / Ю. Гиертл, Я. Бача, Ф. Якаб, Р. Андога // Кибернетика и системный анализ. — 2008. — № 3. — С. 46-54. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| series |
Кибернетика и системный анализ |
| work_keys_str_mv |
AT giertlû adaptivnyjotborobrazcovpriizmereniiparametrovtrafikakompʹûternojsetisispolʹzovaniemnečetkogoregulâtorainejronnojseti AT bačaâ adaptivnyjotborobrazcovpriizmereniiparametrovtrafikakompʹûternojsetisispolʹzovaniemnečetkogoregulâtorainejronnojseti AT âkabf adaptivnyjotborobrazcovpriizmereniiparametrovtrafikakompʹûternojsetisispolʹzovaniemnečetkogoregulâtorainejronnojseti AT andogar adaptivnyjotborobrazcovpriizmereniiparametrovtrafikakompʹûternojsetisispolʹzovaniemnečetkogoregulâtorainejronnojseti |
| first_indexed |
2025-07-05T20:55:06Z |
| last_indexed |
2025-07-05T20:55:06Z |
| _version_ |
1836841861597102080 |
| fulltext |
ÓÄÊ 681.3.06
Þ. ÃÈÅÐÒË, ß. ÁÀ×À, Ô. ßÊÀÁ, Ð. ÀÍÄÎÃÀ
ÀÄÀÏÒÈÂÍÛÉ ÎÒÁÎÐ ÎÁÐÀÇÖÎÂ ÏÐÈ ÈÇÌÅÐÅÍÈÈ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ
ÒÐÀÔÈÊÀ ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÎÉ ÑÅÒÈ Ñ ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅÌ
ÍÅ×ÅÒÊÎÃÎ ÐÅÃÓËßÒÎÐÀ È ÍÅÉÐÎÍÍÎÉ ÑÅÒÈ
Êëþ÷åâûå ñëîâà: àäàïòèâíûé îòáîð îáðàçöîâ, íå÷åòêèé ðåãóëÿòîð, íåéðîííàÿ
ñåòü, óðîâåíü êà÷åñòâà ñåðâèñà.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
 îáëàñòè èçìåðåíèÿ è îöåíêè îïåðàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ êîìïüþòåðíûõ ñåòåé
ñóùåñòâóåò ìíîãî ðàçëè÷íûõ èíñòðóìåíòîâ, ìåòîäîâ, ðåêîìåíäàöèé è ñòàíäàð-
òîâ. Íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûìè ÿâëÿþòñÿ íîâûå ñòàíäàðòû, êîòîðûå ñîçäàþò ðà-
áî÷èå ãðóïïû IPFIX (IP Flow Information Export) [1] è PSAMP (Packet Sampling)
[2]. Ðå÷ü èäåò î íåèíòðóçèâíûõ ìåòîäàõ, êîòîðûå äëÿ îöåíêè îïåðàöèîííûõ ïà-
ðàìåòðîâ èñïîëüçóþò ñóùåñòâóþùèé òðàôèê êîìïüþòåðíîé ñåòè. Áåç ãåíåðèðî-
âàííîé òåñòèðóþùåé íàãðóçêè ìîæíî ïîëó÷èòü áîëåå îáúåêòèâíûå ðåçóëüòàòû,
êîòîðûå ëó÷øå îòðàæàþò ñîñòîÿíèå ñåòè â åå ðåàëüíîì ïðèìåíåíèè. Íåèíòðó-
çèâíûå ìåòîäû ìîæíî èñïîëüçîâàòü â ðàçëè÷íûõ îáëàñòÿõ [3] — äëÿ îïòèìèçà-
öèè ðàáîòû ñåòè, ñáîðà èíôîðìàöèè î ðåàëèçîâàííîì ñåòåâîì ñåðâèñå äëÿ ïî-
ëüçîâàòåëåé, ïîääåðæêè òàêèõ èíòåðàêòèâíûõ àïïëèêàöèé êàê, íàïðèìåð, ïåðå-
íîñ ãîëîñà ïîñðåäñòâîì ïðîòîêîëà IÐ [4], îáåñïå÷åíèå êà÷åñòâà ñåðâèñà (QoS)
[5], ìîáèëüíûå êîììóíèêàöèè [6].
Îäíàêî íåèíòðóçèâíûå ìåòîäû òðåáóþò îáðàáîòêè áîëüøåãî êîëè÷åñòâà äàí-
íûõ, íåîáõîäèìûõ äëÿ îòñëåæèâàíèÿ íàáëþäàåìûõ ïàðàìåòðîâ. Â êîíòåêñòå ñïå-
öèôèêàöèé IPFIX è PSAMP ìîæíî ðàññìîòðåòü òðè ãëàâíûõ ñïîñîáà ðåäóêöèè îáú-
åìà îáðàáàòûâàåìûõ äàííûõ íà óðîâíå èçìåðèòåëüíîãî ïðîöåññà.
1. Àãðåãàöèÿ — ýòî ñîñòàâëåíèå çàïèñåé î ïîòîêàõ, êîòîðûå ïåðåäàþòñÿ íà ïî-
ñëåäóþùóþ îáðàáîòêó áåç ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè î êàæäîì ïîäõâà÷åííîì ïàêåòå.
Çàïèñè î ïîòîêàõ, êîòîðûå ñîäåðæàò èõ àòðèáóòû, ñîñòàâëÿþòñÿ ñ ïîìîùüþ çàðà-
íåå ïîäãîòîâëåííûõ øàáëîíîâ. Ñîñòàâèòü øàáëîíû ìîæíî òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû
çàïèñè î ïîòîêàõ ñîäåðæàëè òîëüêî ñïåöèôè÷åñêèå àòðèáóòû, êîòîðûå òðóáóþòñÿ
äëÿ èçìåðåíèé, ÷òî ïðèâåäåò ê óìåíüøåíèþ îáúåìà ïåðåäàâàåìûõ äàííûõ. Îòäåëü-
íûå èíôîðìàöèîííûå ýëåìåíòû, èñïîëüçóåìûå äëÿ ñîçäàíèÿ øàáëîíîâ, ðàññìîòðå-
íû â ðàáîòå [7], à ïðîòîêîë äëÿ ýêñïîðòà äàííûõ èçìåðåíèÿ — â ðàáîòå [8].
2. Ôèëüòðàöèÿ — ýòî ïðîöåññ èñêëþ÷åíèÿ îáðàáîòêè ïàêåòîâ, íå òðåáóþùèõ
èçìåðåíèÿ, ÷òî ïðèâåäåò ê óìåíüøåíèþ îáúåìà ïåðåäà÷è çàïèñåé ïîòîêîâ.
3. Îòáîð — ýòî ïðîöåññ âûáîðà íàèáîëåå ðåïðåçåíòàòèâíîãî îáðàçöà èç ïîïó-
ëÿöèè ïàêåòîâ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïðîèñõîäèò ðåäóêöèÿ îáúåìà îáðàáàòûâàåìûõ
äàííûõ. Îäíàêî ýòî ìîæåò ïðèâåñòè ê óìåíüøåíèþ òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ. Öåëüþ îò-
áîðà ÿâëÿåòñÿ äîñòèæåíèå ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîãî óìåíüøåíèÿ êîëè÷åñòâà îáðà-
áàòûâàåìûõ äàííûõ ïðè ñîáëþäåíèè ïðèåìëåìîé òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ.
 ðàáîòàõ [2, 9] îïèñàíî íåñêîëüêî ìåòîäîâ îòáîðà ïàêåòîâ, êîòîðûå, îäíàêî, íå
îòðàæàþò õàðàêòåð òðàôèêà â ñåòè. Ðå÷ü èäåò îá óíèôèöèðîâàííîì âåðîÿòíîñòíîì
îòáîðå, îòáîðå òèïà n èç N , ñèñòåìàòè÷åñêîì îòáîðå, îñíîâàííîì íà âûáîðå âðåìåí-
íûõ èíòåðâàëîâ, è ñèñòåìàòè÷åñêîì îòáîðå, çàâèñèìîì îò êîëè÷åñòâà ïàêåòîâ.
Äëÿ ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ ïðåäëàãàåòñÿ àäàïòèâíûé ïîäõîä ê îòáî-
ðó îáðàçöîâ. Â [10] ïðåäëîæåíû ìåòîä, îñíîâàííûé íà ëèíåéíîé ïðåäèêöèè, è ìå-
òîä, îñíîâàííûé íà èñïîëüçîâàíèè íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà. Ýòè ìåòîäû, îäíàêî,
áûëè ðàçðàáîòàíû äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïðè ìîíèòîðèíãå ñåòåé, îñíîâàíûõ íà ïðîòî-
46 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3
© Þ. Ãèåðòë, ß. Áà÷à, Ô. ßêàá, Ð. Àíäîãà, 2008
êîëå SNMP (Simple Network Management Protocol), è èõ ïðèìåíåíèå ê IPFIX áåç èç-
ìåíåíèÿ íåâîçìîæíî. Ìåòîä, îñíîâàííûé íà èñïîëüçîâàíèè íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà,
â îòëè÷èå îò ìåòîäà ëèíåéíîé ïðåäèêöèè äîñòèã ëó÷øèõ ðåçóëüòàòîâ â òî÷íîñòè
îòáîðà è ñòàë ïðåäìåòîì äàëüíåéøåãî èññëåäîâàíèÿ, íàïðàâëåííîãî íà îïòèìèçà-
öèþ òî÷íîñòè è âîçìîæíîñòè åãî èñïîëüçîâàíèÿ â ñâÿçè ñ ðàçâèòèåì ñòàíäàðòîâ,
ðàçðàáàòûâàåìûõ IPFIX.
Öåëü íàñòîÿùåé ñòàòüè — ïðåä-
ñòàâëåíèå ìåòîäà îòáîðà, ñ ïîìîùüþ
êîòîðîãî ìîæíî ìîäèôèöèðîâàòü èí-
òåíñèâíîñòü îòáîðà â çàâèñèìîñòè îò
õàðàêòåðà òðàôèêà äëÿ ìàêñèìàëüíîé
ðåäóêöèè îáðàáàòûâàåìûõ äàííûõ è
îáåñïå÷åíèÿ íåîáõîäèìîé òî÷íîñòè.
Ðàçðàáîòàííûé ìåòîä âêëþ÷àåò äâà
âçàèìîñâÿçàííûõ ïðîöåññà:
— êëàññèôèêàöèÿ òðàôèêà ñ èñ-
ïîëüçîâàíèåì íåéðîííîé ñåòè;
— óïðàâëåíèå èíòåðâàëîì îòáî-
ðà ñ èñïîëüçîâàíèåì íå÷åòêîãî
ðåãóëÿòîðà.
Äëÿ ïðîâåðêè ìåòîäà áûë ïðîâåäåí ýêñïåðèìåíò, îñíîâàííûé íà ìîíèòîðèíãå
òðàôèêà â ñóùåñòâóþùèõ èíôðàñòðóêòóðàõ ñåòåé.
1. ÊËÀÑÑÈÔÈÊÀÖÈß ÒÐÀÔÈÊÀ Ñ ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅÌ ÍÅÉÐÎÍÍÎÉ ÑÅÒÈ
Êëàññèôèêàöèè òðàôèêà â ñåòè (ðèñ. 1) ïðîâîäèòñÿ ñ öåëüþ ñîðòèðîâêè åãî ÷àñ-
òåé ïî ãðóïïàì, êîòîðûå ñ òî÷êè çðåíèÿ àäàïòèâíîãî îòáîðà èìåþò ïîõîæèå
ñâîéñòâà. Ñîãëàñíî èíôîðìàöèè î ïàêåòàõ, êîòîðûå ïîëó÷èë ñåòåâîé àäàïòåð,
ñíà÷àëà âû÷èñëÿåòñÿ çíà÷åíèå èçìåðÿåìîãî ïàðàìåòðà. Èçâåñòíî, ÷òî ýòîò ïàðà-
ìåòð èçìåíÿåòñÿ âî âðåìåíè, ÷òî ôèêñèðóåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ åãî çíà÷åíèé
â òå÷åíèå çàäàííîãî èíòåðâàëà âðåìåíè. Îáû÷íî íàñ èíòåðåñóåò èçìåíåíèå ïàðà-
ìåòðà â òå÷åíèå îäíîé ñåêóíäû (íàïðèìåð, èñïîëüçîâàíèå øèðèíû ïîëîñû áàéò/ñå-
êóíäà). Ñîçäàííàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü çíà÷åíèé â äàëüíåéøåì äåëèòñÿ íà îòðåçêè
îäèíàêîâîé äëèíû, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ âõîäíûìè äàííûìè êëàññèôèêàòîðà. Âûõîäîì
êëàññèôèêàòîðà ÿâëÿåòñÿ îòíîøåíèå îòäåëüíûõ îòðåçêîâ ê êàæäîé ãðóïïå, êîòîðûå
èìåþò ïîõîæèå ñâîéñòâà.
Äëÿ ïðîâåðêè ìåòîäà
áûëà èïîëüçîâàíà ñåòü Êî-
ãîíåíà [11], êîòîðàÿ èìååò
60 âõîäîâ è ÷åòûðå íåéðî-
íà, ðàñïîëîæåííûå â òîïî-
ëîãè÷åñêîé ðåøåòêå ðàçìå-
ðà 1�4. Ýòî çíà÷èò, ÷òî äëÿ
ïàðàìåòðà, ïðåäñòàâëåííî-
ãî çíà÷åíèÿìè, ðàññ÷èòàí-
íûìè îòíîñèòåëüíî ðàìêè
èçáðàííîãî ðàçìåðà (1 ñ),
êëàññèôèêàòîð ñâÿæåò âñå
îòðåçêè ñîîòâåòñòâóþùåé
äëèíû (â äàííîì ñëó÷àå —
60 ñ) ñ îäíîé èç ÷åòûðåõ
ãðóïï. Ñòðóêòóðà ýòîé ñåòè
èçîáðàæåíà íà ðèñ. 1, à åå
ïàðàìåòðû ïðèâåäåíû â
òàáë. 1.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3 47
Ïàðàìåòð Çíà÷åíèå
Êîëè÷åñòâî âõîäîâ 60
Ðàçìåð ðåøåòêè 1�4
Íà÷àëüíûé ïàðàìåòð îáó÷åíèÿ 0,9
Êîëè÷åñòâî èòåðàöèé àäàïòàöèè 1000
Ïàðàìåòð îáó÷åíèÿ äëÿ ôàçû
íàñòðîéêè 0,02
Ðàññåèâàíèå àäàïòèðîâàíèÿ
ôóíêöèè îêðóæàþùåé ñðåäû
íåéðîíà
1
Ò à á ë è ö à 1 . Ïàðàìåòðû ñåòè Êîãîíåíà
äëÿ êëàññèôèêàöèè òðàôèêà â ñåòè
IP ñåòü
Ïîäõâàòûâàíèå
ïàêåòîâ
Ðàñ÷eò çíà÷åíèÿ
ïàðàìåòðà
Êëàññèôèêàöèÿ
Èíôîðìàöèÿ î
ïðèíàäëåæíîñòè ê
ãðóïïå
1 2 4
x1 x2 x60
3
Ðèñ. 1. Îñíîâíàÿ êîíöåïöèÿ êëàññèôèêàöèè òðàôèêà ñ èñïîëü-
çîâàíèåì ñåòè Êîãîíåíà
2. ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÀß ÌÎÄÅËÜ ÍÅ×ÅÒÊÎÃÎ ÐÅÃÓËßÒÎÐÀ
ÀÄÀÏÒÈÂÍÎÃÎ ÎÒÁÎÐÀ ÎÁÐÀÇÖÎÂ
Çàäà÷åé íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå ðàçìåðà èíòåðâàëà îòáîðà îá-
ðàçöîâ â çàâèñèìîñòè îò õàðàêòåðà òðàôèêà ñåòè. Åñëè ïàðàìåòð, õàðàêòåðèçóþùèé
òðàôèê, èìååò áîëüøèå êîëåáàíèÿ âî âðåìåíè, òî èíòåðâàë îòáîðà îáðàçöîâ äîëæåí
áûòü ìàëûì. Åñëè ïàðàìåòð íå èçìåíÿåòñÿ èëè èçìåíÿåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî, òî èíòåð-
âàë îòáîðà ìîæåò áûòü áîëüøèì. Ñëåäîâàòåëüíî, íå÷åòêèé ðåãóëÿòîð çàäàåò íà âû-
õîäå èçìåíåíèå èíòåðâàëà îòáîðà, âåëè÷èíà êîòîðîãî îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé
� �T i f P i T i( ) [ ( ), ( )],� �1 (1)
ãäå �P i( ) — èçìåíåíèå ïàðàìåòðà òðàôèêà â ñåòè, T i( ) — âåëè÷èíà èíòåðâàëà
îòáîðà, f — ôóíêöèÿ íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà. Èçìåíåíèå ïàðàìåòðà òðàôèêà â
ñåòè ïðåäñòàâëåíî îòíîøåíèåì
�P i P i P i( ) | ( ) ( )|� � � 1 , (2)
ãäå P i( ) — çíà÷åíèå ïàðàìåòðà â èòåðàöèè i, P i( )� 1 — çíà÷åíèå ïàðàìåòðà â
èòåðàöèè ( )i � 1 . Èç îòíîøåíèÿ (2) ñëåäóåò, ÷òî çíà÷åíèå �P ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé
âåëè÷èíó èçìåíåíèÿ, ïðè÷åì íàïðàâëåíèå ýòîãî èçìåíåíèÿ íå ó÷èòûâàåòñÿ. Âå-
ëè÷èíà èíòåðâàëà îòáîðà îïðåäåëÿåòñÿ îòíîøåíèåì
T i T i T i( ) ( ) ( )� � �1 � , (3)
ãäå T i( )� 1 — âåëè÷èíà èíòåðâàëà îòáîðà â èòåðàöèè ( )i � 1 ; �T i( ) — èçìåíåíèå
âåëè÷èíû èíòåðâàëà îòáîðà, ïðåäñòàâëåííîå íà âûõîäå íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà â
ïðåäûäóùåé èòåðàöèè.
Ìîäåëü íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà ïîêàçàíà
íà ðèñ. 2 (åãî ôóíêöèÿ îïèñàíà íèæå, à êîí-
òåêñò èñïîëüçîâàíèÿ ïðåäñòàâëåí â [12]).
2.1. Íå÷åòêîå îïðåäåëåíèå. Íå÷åòêîå
îïðåäåëåíèå ôîðìèðóåò ñòåïåíü ïðèíàä-
ëåæíîñòè ê íå÷åòêèì ìíîæåñòâàì ÷åòêèõ
âõîäíûõ çíà÷åíèé. Ýòî îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ
èñïîëüçîâàíèåì ôóíêöèé ïðèíàäëåæíîñòè
äëÿ îáîèõ âõîäîâ íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà.
Íà ðèñ. 3 èçîáðàæåíû ôóíêöèè ïðèíàä-
ëåæíîñòè äëÿ âõîäà �P. ×åòêèå çíà÷åíèÿ ýòîãî âõîäà ïðèíàäëåæàò èíòåðâàëó
� �0, � (ïàðàìåòð � — ìàêñèìàëüíîå îæèäàåìîå çíà÷åíèå èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðà P).
Äëÿ ïðåäñòàâëåíèÿ âõîäíûõ çíà÷åíèé â íå÷åòêîì ðåãóëÿòîðå èñïîëüçóåòñÿ n íå÷åòêèõ
ìíîæåñòâ � �P Pn1 , . . . , , ïðè÷åì íå÷åòêîå îïðåäåëåíèå ôîðìèðóåò ïðèíàäëåæíîñòü ÷åò-
êîãî çíà÷åíèÿ âõîäà ê êàæäîìó îïðåäåëåííîìó íå÷åòêîìó ìíîæåñòâó. Ôóíêöèè ïðèíàä-
ëåæíîñòè èìåþò ëèíåàðíóþ ôîðìó — ôóíêöèÿ ��P1
èìååò ôîðìó S � , ôóíêöèè
� �� �P Pn2 1
, . . . ,
�
èìåþò ôîðìó ïèëû è ôóíêöèÿ ��Pn
èìååò ôîðìó S � (ñì. ðèñ. 3).
Ôóíêöèè ïðèíàäëåæíîñòè äëÿ âõîäà T èçîáðàæåíû íà ðèñ. 4. ×åòêèå çíà÷åíèÿ
ýòîãî âõîäà ïðèíàäëåæàò èíòåðâàëó � �0, � (ïàðàìåòð � — ìàêñèìàëüíîå îæèäàå-
ìîå çíà÷åíèå âåëè÷èíû èíòåðâàëà îòáîðà). Äëÿ ïðåäñòàâëåíèÿ âõîäíûõ çíà÷åíèé â
íå÷åòêîì ðåãóëÿòîðå èñïîëüçóåòñÿ n íå÷åòêèõ ìíîæåñòâ T Tn1 , . . . , , ïðè÷åì íå÷åò-
êîå îïðåäåëåíèå ôîðìèðóåò ïðèíàäëåæíîñòü ÷åòêîãî çíà÷åíèÿ âõîäà êàæäîìó
îïðåäåëåííîìó íå÷åòêîìó ìíîæåñòâó. Ôóíêöèè ïðèíàäëåæíîñòè èìåþò ëèíåàð-
íóþ ôîðìó — ôóíêöèÿ �T1
èìååò ôîðìó S � , ôóíêöèè � �T Tn2 1
, . . . ,
�
èìåþò ôîð-
ìó ïèëû è ôóíêöèÿ �Tn
èìååò ôîðìó S � (ñì. ðèñ. 4).
Ïîñêîëüêó ôóíêöèè ïðèíàäëåæíîñòè íà ðèñ. 3 è 4 íàêëàäûâàþòñÿ, òî çíà÷åíèÿ
êàæäîãî âõîäà â íå÷åòêîì ðåãóëÿòîðå ìîãóò áûòü ïðåäñòàâëåíû ñòåïåíüþ ïðèíàä-
ëåæíîñòè ê îäíîìó èëè äâóì íå÷åòêèì ìíîæåñòâàì. Îáà âõîäà èìåþò îäèíàêîâîå
êîëè÷åñòâî íå÷åòêèõ ìíîæåñòâ, ÷òî, îäíàêî, íå ÿâëÿåòñÿ îáùèì òðåáîâàíèåì äëÿ
ïîñòðîåíèÿ íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà, õîòÿ â ýòîì ñëó÷àå ïðîèñõîäèò óïðîùåíèå ðàñ-
÷åòà ÷åòêîãî çíà÷åíèÿ âûõîäà.
48 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3
Íå÷eòêèé
ðåãóëÿòîð
P(i)
T(i)
T(i+1)
Èíôîðìàöèÿ î ïðèíàäëåæíîñòè ê ãðóïïå
Ðèñ. 2. Ìîäåëü íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà àäàï-
òèâíîãî îòáîðà
�
�
Àëãîðèòì íå÷åòêîãî îïðåäåëåíèÿ
ÂÕÎÄ ÀËÃÎÐÈÒÌÀ
n — êîëè÷åñòâî íå÷åòêèõ ìíîæåñòâ âõîäîâ íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà,
� — ìàêñèìàëüíîå îæèäàåìîå çíà÷åíèå âõîäà �P,
� — ìàêñèìàëüíîå îæèäàåìîå çíà÷åíèå âõîäà T,
x P� — ÷åòêîå çíà÷åíèå âõîäà �P,
xT — ÷åòêîå çíà÷åíèå âõîäà T.
ÂÛÕÎÄ ÀËÃÎÐÈÒÌÀ
� �� �P Pj
� ( ) ïðåäñòàâëÿåò âåêòîð, ãäå ��Pj
— ñòåïåíü ïðèíàäëåæíîñòè çíà-
÷åíèÿ x P� íå÷åòêîìó ìíîæåñòâó �Pj ,
� �T T j
� ( ) ïðåäñòàâëÿåò âåêòîð, ãäå �T j
— ñòåïåíü ïðèíàäëåæíîñòè çíà÷åíèÿ
xT íå÷åòêîìó ìíîæåñòâó T j .
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3 49
Ðèñ. 3. Ôóíêöèè ïðèíàäëåæíîñòè äëÿ âõîäà �P
��Pj
�P1 �P2 �Pn � 1
�Pn
0 �
( )n � 1
2
1
�
( )n �
3
1
�
( )n �
( )
( )
n
n
�
�
2
1
� ( )
( )
n
n
�
�
1
1
� n
n
�
( )� 1
�
x P�
1
Ðèñ. 4. Ôóíêöèè ïðèíàäëåæíîñòè äëÿ âõîäà T
1
0 ( )
( )
n
n
�
�
2
1
� ( )
( )
n
n
�
�
1
1
� n
n
�
( )� 1
�
xT
2
1
�
( )n �
�
( )n � 1
3
1
�
( )n �
�T j
TnTn�1
T2T1
ÀËÃÎÐÈÒÌ
1. Ïîñòðîèòü âñïîìîãàòåëüíûå âåêòîðû r rP Pj� �� ( ) è r rT T j
� ( ) ( j n� �1 1, ) íà
îñíîâàíèè îòíîøåíèé
r
n x
jP
P
j�
��
�
�
( )1
�
, (4)
r
n x
jT
T
j
�
�
�
( )1
�
.
(5)
2. Ïîñòðîèòü âñïîìîãàòåëüíûå âåêòîðû k kP Pj� �� ( ) è k kT T j
� ( ) ( j n� �1 1, )
íà îñíîâàíèè îòíîøåíèé
k rP Pj j� �� �1 , (6)
k rT Tj j
� �1 . (7)
3. Ïîñòðîèòü âåêòîðû � �� �P Pj
� ( ) è � �T T j
� ( ) ( j n� �1 1, ) ñ èñïîëüçîâàíè-
åì îäíîãî èç ñëåäóþùèõ øàãîâ:
à) åñëè r kP P� �1 1
0 1� � , òî ��P1
1� , ��Pl
� 0 ( , . . . , )l n� 2 ;
åñëè r kT T1 1
0 1� � , òî �T1
1� , �Tl
� 0 ( , . . . , )l n� 2 ;
á) åñëè r r k kP P P Pj j j j� � � �� � � �0 1 0 1, òî ��Pl
� 0 ( , . . . , )l j� �1 1 ,
�� �P Pj j
k� , �� �P Pj j
r
�
�
1
, ��Pl
� 0 ( , .. . , )l j n� � 2 ;
åñëè r r k KT T T T
j j j j
� � � �0 1 0 1, òî �Tl
� 0 ( , . . . , )l j� �1 1 , �T Tj j
k� ,
�T Tj j
r
�
�
1
, �Tl
� 0 ( , . . . , )l j n� � 2 ;
â) åñëè r kP Pj j� �� �1 0 , òî ��Pl
� 0 ( , . . . , )l j� 1 , ��Pj �
�
1
1, ��Pl
� 0
( , . . . , );l j n� � 2
åñëè r kT T
j j
� �1 0 , òî �Tl
� 0 ( , . . . , )l j� 1 , �T j �
�
1
1 , �Tl
� 0
( , . . . , );l j n� � 2
ã) åñëè r kP Pj j� �� �0 1, òî ��Pl
� 0 ( , . . . , )l j� �1 1 , ��Pj
� 1, ��Pl
� 0
( , . . . , )l j n� � 1 ;
åñëè r kT T
j j
� �0 1 , òî �Tl
� 0 ( , . . . , )l j� �1 1 , �T j
� 1 , �Tl
� 0
( , . . . , )l j n� � 1 ;
ä) åñëè r kP Pn n� �� �
� �
1 1
1 0 , òî ��Pn
� 1, ��Pl
� 0 ( , . . . , )l n� �1 1 ;
åñëè r kT T
n n� �
� �
1 1
1 0 , òî �Tn
� 1, �Tl
� 0 ( , . . . , )l n� �1 1 .
2.2. Èíôåðåíöèÿ. Äëÿ àäàïòèâíîãî îòáîðà èñïîëüçóåòñÿ íå÷åòêèé ðåãóëÿòîð
òèïà Ñàãåíà, ïðåèìóùåñòâî êîòîðîãî — ïðîñòîòà ðåàëèçàöèè. Áàçèñ çíàíèé íå÷åò-
êîãî ðåãóëÿòîðà îïðåäåëÿåòñÿ ïðàâèëîì òèïà
p jk: ÅÑËÈ � � � �� � �P P P T T Tx x
j k
( ) ( )� � , ÒÎ x xT T jk� �� , (8)
ãäå x
T�
— ÷åòêîå çíà÷åíèå âûõîäà �T, x T jk� — ÷åòêîå çíà÷åíèå âûõîäà �T äëÿ
ïðàâèëà pjk , j n� 1, . . . , , k n� 1, . . . , . Î÷åâèäíî, ÷òî áàçèñ çíàíèé áóäåò ñîäåð-
æàòü n2 ïðàâèë.
Çàäà÷à èíôåðåíöèè ñîñòîèò â îïðåäåëåíèè âåñà âûõîäà äëÿ êàæäîãî ïðàâèëà.
Äëÿ ýòîãî â ðàçðàáîòàííîì àëãîðèòìå èñïîëüçóåòñÿ ìåòîä min, ñ ïîìîùüþ
êîòîðîãî âåñ âûõîäà îïðåäåëåí íàèìåíüøåé ñòåïåíüþ ïðèíàäëåæíîñòè âõîäîâ.
Àëãîðèòì èíôåðåíöèè
ÂÕÎÄ ÀËÃÎÐÈÒÌÀ
� �� �P Pj
� ( ) — âåêòîð, ãäå ��Pj
îïðåäåëÿåò ñòåïåíü ïðèíàäëåæíîñòè çíà÷å-
íèÿ x P� íå÷åòêîìó ìíîæåñòâó �Pj ;
50 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3
� �T T j
� ( ) — âåêòîð, ãäå �T j
îïðåäåëÿåò ñòåïåíü ïðèíàäëåæíîñòè çíà÷åíèÿ
xT íå÷åòêîìó ìíîæåñòâó T j .
ÂÛÕÎÄ ÀËÃÎÐÈÒÌÀ
W w jk� ( ) — ìàòðèöà, ãäå w jk îïðåäåëÿåò âåñ âûõîäà äëÿ ïðàâèëà pjk .
ÀËÃÎÐÈÒÌ
1. Ïîñòðîèòü âñïîìîãàòåëüíóþ ìàòðèöó A ñ ïîìîùüþ îòíîøåíèÿ
A B
P
T
�
�
�
, (9)
ãäå B b j� ( ) — âåêòîð-ñòðîêà, â êîòîðîé b j � 1 ( j n� 1, . . . , ) .
2. Ïîñòðîèòü âñïîìîãàòåëüíóþ ìàòðèöó C ñ ïîìîùüþ îòíîøåíèÿ
C D T�
� , (10)
ãäå D d j� ( ) — âåêòîð-ñòîëáåö, â êîòîðîì d j � 1 ( j n� 1, . . . , ) .
3. Ïîñòðîèòü ìàòðèöó W w jk� ( ) ñ ïîìîùüþ îòíîøåíèÿ
w a cjk jk jk� min( , ) , (11)
ãäå j k n, ,� 1 .
2.3. Îïðåäåëåíèå âûõîäà íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà. Áàçèñ çíàíèé íå÷åòêîãî ðå-
ãóëÿòîðà òèïà Ñàãåíà îïðåäåëåí íà îñíîâàíèè ïðàâèë, êîòîðûå ïðèñâàèâàþò âûõî-
äó ðåãóëÿòîðà ÷åòêèå çíà÷åíèÿ èç ìíîæåñòâà ðåàëüíûõ ÷èñåë. Ïîñêîëüêó ÷åòêèå
çíà÷åíèÿ âõîäîâ íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà ìîãóò ïðèíàäëåæàòü áîëåå ÷åì îäíîìó íå-
÷åòêîìó ìíîæåñòâó, òî ìîæíî ïðèìåíèòü áîëåå ÷åì îäíî ïðàâèëî. Ñëåäîâàòåëüíî,
îáùèé âûõîä ôîðìèðóåòñÿ äàëåå èç çíà÷åíèé âûõîäîâ êàæäîãî ïðèìåíåííîãî ïðà-
âèëà. Äëÿ ýòîãî öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü âçâåøåííîå ñðåäíåå çíà÷åíèå âåñîâ
âûõîäîâ îòäåëüíûõ ïðàâèë. Ýòîò ïîäõîä ÿâëÿåòñÿ áîëåå ïðîñòûì ïî ñðàâíåíèþ ñ
îïðåäåëåíèåì âûõîäà íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà òèïà Ìàìäàíè. ×åòêîå çíà÷åíèå âûõî-
äà îïðåäåëÿåòñÿ îòíîøåíèåì
x
w x
w
T
j
n
k
n
jk T
j
n
k
n
jk
jk
�
�
�
� �
� �
� �
� �
1 1
1 1
. (12)
Çíà÷åíèÿ x T jk� äëÿ îòäåëüíûõ ïðàâèë èç áàçèñà çíàíèé íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü
ýìïèðè÷åñêè. Î÷åâèäíî, ÷òî åñëè èçìåíåíèå çíà÷åíèé íàáëþäàåìîãî ïàðàìåòðà
áóäåò áîëüøèì (x P� � �) è ñîîòâåòñâåííî áîëüøèì áóäåò èíòåðâàë îòáîðà
(xT � �), òî íåîáõîäèìî èíòåðâàë îòáîðà óìåíüøèòü, à çíà÷èò ïðèíÿòü x T� � 0 .
Íàîáîðîò, åñëè èçìåíåíèå çíà÷åíèé íàáëþäàåìîãî ïàðàìåòðà áóäåò ìàëûì
(x P� � 0) è ñîîòâåòñâåííî ìàëûì áóäåò èíòåðâàë îòáîðà (xT � 0), òî íåîáõîäè-
ìî èíòåðâàë îòáîðà óâåëè÷èòü, à çíà÷èò ïðèíÿòü x T� � 0 . ßâíîå îïðåäåëåíèå
ýòîé ôóíêöèîíàëüíîé çàâèñèìîñòè íå ÿâëÿåòñÿ îáÿçàòåëüíûì, íî èíîãäà õàðàê-
òåð ðåøàåìîé ïðîáëåìû òðåáóåò åå îïðåäåëåíèÿ.  ïðåäëîæåííîì íå÷åòêîì ðå-
ãóëÿòîðå öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü îòíîøåíèå
x
n j k
n
T jk� �
� � �
�
�( )
( )
1
1
3
3
,
(13)
ãäå � — ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå èçìåíåíèÿ èíòåðâàëà îòáîðà, j n� 1, . . . , è
k n� 1, . . . , . Ýòî çíà÷èò, ÷òî èíòåðâàë îòáîðà â êàæäîé èòåðàöèè äåéñòâèÿ íå÷åò-
êîãî ðåãóëÿòîðà áóäåò èìåòü ïîïðàâêó íà çíà÷åíèå èç èíòåðâàëà � � �� �, .
Âûõîäíàÿ ôóíêöèÿ íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà îïðåäåëåíà îòíîøåíèåì (13) è èçî-
áðàæåíà íà ðèñ. 5.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3 51
3. ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÛ
3.1. Ìåòîäèêà ðåàëèçàöèè ýêñïåðèìåíòîâ. Äëÿ âûïîëíåíèÿ ýêñïåðèìåíòîâ èñ-
ïîëüçîâàëàñü ïðîãðàììà MATLAB, äëÿ êîòîðîé áûëè ðàçðàáîòàíû «ñêðèïòû»,
ðåàëèçóþùèå îáðàáîòêó äàííûõ, ìîäåëü íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà è ñèìóëÿöèîííàÿ
ìîäåëü àäàïòèâíîãî îòáîðà. Îòìåòèì, ÷òî ñîçäàííûå ìîäåëè îêàçàëèñü â íå-
ñêîëüêî ðàç ýôôåêòèâíåå ìîäåëåé, êîòîðûå èñïîëüçóþò ðåäàêòîð FIS è ìîäóëü
SIMULINK. Äëÿ ñîçäàíèÿ ìîäåëè ñåòè Êîãîíåíà, èñïîëüçóåìîé äëÿ êëàññèôèêà-
öèè òðàôèêà, ïðèìåíÿëèñü èíñòðóìåíòû NN ïðîãðàììû MATLAB. Ìîæíî ïðåä-
ïîëàãàòü, ÷òî ïîñëå ðåàëèçàöèè ìåòîäà â âèäå èçìåðèòåëüíîãî èíñòðóìåíòà ýô-
ôåêòèâíîñòü ïîñëåäíåãî ïðîÿâèòñÿ åùå ÿð÷å.
Äàííûå, èñïîëüçîâàííûå â ýêñïåðèìåíòå, ïîëó÷åíû èç ðåàëüíîãî TCP/IP òðà-
ôèêà ñåòè. Ýòè äàííûå ïðåäñòàâëåíû ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ ïàð
( , )time size , (14)
ãäå time — âðåìÿ çàõâàòà ïàêåòà, èçìåðåííîå ñ òî÷íîñòüþ 10 6� ñ, size — âåëè÷è-
íà ïàêåòà (â áàéòàõ). Äëÿ ïðåäñòàâëåíèÿ ðàçðàáîòàííûõ ìåòîäîâ â íàñòîÿùåé
ñòàòüå èñïîëüçîâàíà ïîïóëÿöèÿ, ñîñòîÿùàÿ èç 12934 ïàêåòîâ, çàïèñàííûõ â òå÷å-
íèå 31 ìèí. Ïàðàìåòðû íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà îïðåäåëåíû ýìïèðè÷åñêè íà îñíî-
âå ýêñïåðèìåíòîâ ñ ðàçíûìè òèïàìè òðàôèêà â êîìïüþòåðíûõ ñåòÿõ. Êîíêðåòíîå
íàõîæäåíèå ïàðàìåòðîâ â ñòàòüå íå ïðåäñòàâëåíî, ïîñêîëüêó ïðè êàæäîì ïðèìå-
íåíèè ìåòîäà ïàðàìåòðû äîëæíû îïðåäåëÿòüñÿ èíäèâèäóàëüíî. Áîëåå ýôôåêòèâ-
íàÿ ðåàëèçàöèÿ íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà ñ èñïîëüçîâàíèåì óïîìÿíóòîãî âûøå ìåòî-
äà ÿâëÿåòñÿ ïðåäìåòîì äàëüíåéøåãî èññëåäîâàíèÿ àâòîðîâ.
Ðàññìàòðèâàåìóþ ìåòîäèêó ðåàëèçàöèè ýêñïåðèìåíòîâ ñ öåëüþ åå ñðàâíåíèÿ ñ
êîíâåíöèîííûìè ìåòîäàìè îòáîðà ìîæíî îïèñàòü ïîñðåäñòâîì ñëåäóþùèõ øàãîâ.
1. Èñïîëüçîâàòü äàííûé ìåòîä îòáîðà äëÿ ñîçäàíèÿ ïðåäñòàâèòåëüíîãî íàáîðà
äàííûõ.
2. Ñôîðìèðîâàòü çíà÷åíèÿ íàáëþäàåìîãî ïàðàìåòðà íà îñíîâå çíà÷åíèé, ïîëó-
÷åííûõ ïðè îòáîðå.
3. Îáðàáîòàòü äàííûå, ïîëó÷åííûå ìåòîäîì îòáîðà, è äàííûå, ñðàâíèâàåìûå
ìåòîäîì òðàíñôîðìàöèè äàííûõ Ìèðèëà–Åãå, êîòîðûé îïèñàí â [13].
52 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3
Ðèñ. 5. Âûõîäíàÿ ôóíêöèÿ íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà
�
��
0
0
0
� �
xT
x P�
x T�
4. Âû÷èñëèòü îòêëîíåíèå äàííûõ, ïîëó÷åííûõ ìåòîäîì îòáîðà, îò ñðàâíèâàå-
ìûõ äàííûõ, èñïîëüçóÿ îòíîøåíèå
err � �
�
�
j
n
r j s jP T P T
1
2[ ( ) ( )] ,
(15)
ãäå n — äëèíà ïîñëåäîâàòåëüíîñòè äàííûõ, ïðåäñòàâëÿþùèõ íàáëþäàåìûé ïàðàìåòð,
ïîñëåäîâàòåëüíîñòü Pr — ñðàâíèâàåìûé ïàðàìåòð è ïîñëåäîâàòåëüíîñòü Ps — ïàðà-
ìåòð, ïîëó÷åííûé îòáîðîì (îáå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îáðàáîòàíû â ïðåäûäóùèõ øàãàõ).
Ïðåäñòàâèòåëüíûé íàáîð äàííûõ, ïîëó÷åííûé â øàãå 1, â ðåàëüíîé ñèñòåìå
ïåðåäàåòñÿ äëÿ äàëüíåéøåé îáðàáîòêè äðóãèì ÷àñòÿì èçìåðèòåëüíîé ñèñòåìû —
íà øàã 2 ýòîãî ïðîöåññà. Äëÿ ýêñïåðèìåíòîâ âñå øàãè áûëè âûïîëíåíû â ñðåäå
ïðîãðàììû MATLAB. Øàã 3 íå áûë áû çàäåéñòâîâàí, åñëè áû ñðàâíèâàëèñü òîëüêî
ìåòîäû îòáîðà, îñíîâàííûå íà âûáîðå âðåìåííûõ èíòåðâàëîâ. Îäíàêî åñëè äëÿ
ñðàâíåíèÿ èñïîëüçóþòñÿ ìåòîäû, îñíîâàííûå íà âûáîðå ïàêåòîâ, òî ðåçóëüòàòîì
áóäóò äàííûå ñ äðóãèì ñðåäíèì çíà÷åíèåì, à ðàññ÷èòàííîå îòêëîíåíèå îò ñðàâíè-
âàåìûõ äàííûõ íåâîçìîæíî ñðàâíèòü ñ ðåçóëüòàòàìè, ïîëó÷åííûìè äðóãèìè ìåòî-
äàìè. Ïðåèìóùåñòâî òàêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ñðàâíèâàòüñÿ
áóäåò ôîðìà âðåìåííîé çàâèñèìîñòè äàííîãî ïàðàìåòðà, à íå åãî çíà÷åíèå. Îäíàêî
â ðåçóëüòàòå ñðàâíåíèÿ ìû íå ïîëó÷àåì àáñîëþòíîé îøèáêè èçìåðåíèÿ, ÷òî ÿâëÿ-
åòñÿ íåäîñòàòêîì. Øàãè 3 è 4 ýòîãî ïðîöåññà íóæíû òîëüêî äëÿ ñðàâíåíèÿ òî÷íîñ-
òè ðàçëè÷íûõ ìåòîäîâ, íî â ðåàëüíîé èçìåðèòåëüíîé ñèñòåìå íå èñïîëüçóþòñÿ.
3.2. Ñðàâíåíèå ìåòîäîâ îòáîðà. Ìåòîä àäàïòèâíîãî îòáîðà, îñíîâîé êîòîðî-
ãî ÿâëÿåòñÿ íå÷åòêèé ðåãóëÿòîð, ñðàâíèâàëñÿ ñ ìåòîäîì ñòàíäàðòíîãî âåðîÿòíî-
ñòíîãî îòáîðà, îòáîðîì òèïà n èç N , ñèñòåìàòè÷åñêèì îòáîðîì, îñíîâàííîì íà âðå-
ìåíè, è ñèñòåìàòè÷åñêèì îòáîðîì, îñíîâàííîì íà êîëè÷åñòâå ïàêåòîâ. Ïðèâåäåí-
íûå ìåòîäû îïèñàíû â [9, 2].
Òî÷íîñòü îòäåëüíûõ ìåòîäîâ îòáîðà ìîæíî ñðàâíèâàòü òîëüêî â ñëó÷àå, êîãäà
îáðàçöû ïðèáëèçèòåëüíî îäèíàêîâûõ ðàçìåðîâ. Ãðàôèê îòêëîíåíèÿ äàííûõ îò
ñðàâíèâàåìûõ äëÿ âñåõ ðàññìàòðèâàåìûõ ìåòîäîâ èçîáðàæåí íà ðèñ. 6. Êàê âèäèì,
àäàïòèâíûé îòáîð, îñíîâàííûé íà íå÷åòêîì ðåãóëÿòîðå è íåéðîííîé ñåòè, äàåò îò-
êëîíåíèå äàííûõ íà îäíó ñòåïåíü ìåíüøå îòíîñèòåëüíî ñðàâíèâàåìûõ äàííûõ, ÷åì
êîíâåíöèîííûå ìåòîäû. Ïðè âûáîðêå, áîëüøåé, ÷åì 9% îò ïîëíîé ïîïóëÿöèè ïàêå-
òîâ, ïîëó÷åííîé îøèáêîé ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3 53
Ðèñ. 6. Ãðàôèê ñðàâíåíèÿ ìåòîäîâ îòáîðà: 1 — ñòàíäàðòíûé âåðîÿòíîñòíûé îòáîð; 2 — ñèñòå-
ìàòè÷åñêèé îòáîð, îñíîâàííûé íà âûáîðå âðåìåííûõ èíòåðâàëîâ; 3 — îòáîð òèïà n èç N ;
4 — ñèñòåìàòè÷åñêèé îòáîð, îñíîâàííûé íà êîëè÷åñòâå ïàêåòîâ; 5 — àäàïòèâíûé îòáîð, îñíîâàííûé
íà íå÷åòêîì ðåãóëÿòîðå è íåéðîííîé ñåòè
Ðàçìåð âûáîðêè, %
err
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
Íàñòîÿùàÿ ñòàòüÿ ïîäãîòîâëåíà â ðàìêàõ ðåøåíèÿ îïòèìèçàöèè èçìåðåíèÿ è
îöåíêè ïàðàìåòðîâ òðàôèêà â êîìïüþòåðíûõ ñåòÿõ. Öåëü ñòàòüè — ïðåäñòàâëå-
íèå ðåçóëüòàòîâ èññëåäîâàíèÿ îïòèìèçàöèè ïðîöåññîâ èçìåðåíèÿ, îáóñëîâëåííî-
ãî íåîáõîäèìîñòüþ óìåíüøèòü îáúåì îáðàáàòûâàåìûõ äàííûõ ïðè èçìåðåíèè â
ñâåðõñêîðîñòíûõ ñåòÿõ. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëåíî ðàçðàáîòêå ìåòîäà àäàïòèâíî-
ãî îòáîðà, êîòîðûé èçìåíÿåò ðàçìåð èíòåðâàëà îòáîðà â çàâèñèìîñòè îò õàðàêòå-
ðà òðàôèêà. Ñóòü àäàïòèâíîãî îòáîðà ñîñòîèò â èñïîëüçîâàíèè íå÷åòêîãî ðåãóëÿ-
òîðà äëÿ ìîäèôèêàöèè èíòåðâàëà îòáîðà, ïðè÷åì ïàðàìåòðû íå÷åòêîãî ðåãóëÿòî-
ðà îïòèìèçèðîâàíû äëÿ ðàçíûõ êëàññîâ òðàôèêà â ñåòÿõ. Äëÿ êëàññèôèêàöèè
òðàôèêà â ñåòè èñïîëüçóåòñÿ íåéðîííàÿ ñåòü Êîãîíåíà.
Ïðîâåðêà ðàçðàáîòàííûõ ìåòîäîâ è èõ ñðàâíåíèå ñ ñóùåñòâóþùèìè ìåòîäàìè îòáî-
ðà ðåàëèçîâàíà ýêñïåðèìåíòàëüíî ñ èñïîëüçîâàíèåì àðõèâíûõ äàííûõ òðàôèêà ðåàëüíîé
êîìïüþòåðíîé ñåòè. Ñðàâíåíèå îñíîâàíî íà îöåíêå òî÷íîñòè ìåòîäîâ, ò.å. íà îïðåäåëåíèè
îòêëîíåíèÿ äàííûõ, ïîëó÷åííûõ îòáîðîì, îò ñðàâíèâàåìûõ äàííûõ. Èñõîäÿ èç ýòîãî
ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ñ ïîìîùüþ ïðåäëîæåííîãî ìåòîäà äîñòèãàåòñÿ áîëåå âûñîêàÿ ñòå-
ïåíü òî÷íîñòè ðåçóëüòàòà ïî ñðàâíåíèè ñ êîíâåíöèîííûìè ìåòîäàìè.
Äàëüíåéøàÿ ðàáîòà â ýòîé îáëàñòè áóäåò íàïðàâëåíà íà èññëåäîâàíèå âîçìîæ-
íîñòåé ðåàëèçàöèè êëàññèôèêàöèè òðàôèêà â íåéðîííîé ñåòè ñ ðåêóððåíòíûì îá-
ó÷åíèåì, à òàêæå èñïîëüçîâàíèå ãåíåòè÷åñêîãî àëãîðèòìà îïòèìèçàöèè ïàðàìåòðîâ
íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà äëÿ êàæäîãî êëàññà òðàôèêà ñåòè. Èñõîäÿ èç ýòîãî, ìîæíî èç-
áåæàòü òðóäîåìêîé èíèöèàëèçàöèè íå÷åòêîãî ðåãóëÿòîðà, ÷òî ïîâûñèò ýôôåêòèâ-
íîñòü ðàçðàáîòàííîãî ìåòîäà.
Ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå â äàííîé ñòàòüå, ÿâëÿþòñÿ ÷àñòüþ ïðîåêòîâ «Îöåíêà
ïàðàìåòðîâ òðàôèêà øèðîêîïîëîñíûõ êîììóíèêàöèîííûõ èíôðàñòðóêòóð: ðàçðà-
áîòêà àïïëèêàöèîííûõ ïëàòôîðì» (VEGA No. 1/2175/05) è «Ñåòü âèðòóàëüíûõ ëà-
áîðàòîðèé äëÿ óïðàâëåíèÿ ðåàëüíûìè ñèñòåìàìè» (KEGA No. 3/3121/05).
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. S a d a s i v a n G . , B r o w n l e e N . , C l a i s e B . , Q u i t t e k J . Architecture for IP flow information
export. — Internet Draft, IPFIX Working Group, September 2006. — 32 p.
2. Z s e b y T . , M o l i n a M . , D u f f i e l d N . , N i c c o l i n i S . , R a s p a l l F . Sampling and filtering
techniques for IP packet selection. — Internet Draft, PSAMP Working Group, June 2007. — 42 p.
3. Z s e b y T . , B o s c h i E . , B r o w n l e e N . , C l a i s e B . IPFIX Applicability. — Internet Draft,
IPFIX Working Group, June 2007. — 32 p.
4. � � k y P . , K l i m o M . , P a l u
c h P . , S� k v a r e k O . End-to-end VoIP quality measurement // Acta
Electrotechnica et Informatica. — 2006. — 6, N 1. — P. 47–51.
5. U r a m o v � J . Impact of network state information on QoS // Acta Electrotechnica et Informatica. —
2006. — 6, N 1. — P. 43–46.
6. M o s t a f a H . , � i c� � k P . Performance simulation of a Mobile-IP extension for optimized roaming ser-
vice // Acta Electrotechnica et Informatica. — 2006. — 6, N 1. — P. 11–19.
7. Q u i t t e k J . , B r y a n t S . , C l a i s e B . , A i t k e n P . , M e y e r J . Information model for IP flow in-
formation export. — Internet Draft, IPFIX Working Group, February 2007. — 170 p.
8. C l a i s e B . Specification of the IPFIX protocol for the exchange of IP traffic flow information. —
Internet Draft, IPFIX Working Group, November 2006. — 64 p.
9. H r o n s k � M . , J a k a b F . , P o t o c k � M . , J a k a b R . , G i e r t l J . Sampling algorithms for
nonintrusive measurement in network oriented educational systems // 4th International Conference on
Emerging e-learning Technologies and Applications (ICETA 2005), Kos� ice, Slovak Republic, 13–14 Sep-
tember 2005, elfa, s.r.o., 2005. — Ð. 165–171.
10. H e r n a n d e z E . , C h i d e s t e r M . , G e o r g e A . Adaptive sampling for network management //
Journal of Network and Systems Management. — 2001. — 9, N 4. — P. 409–434.
11. K o h o n e n T . Self-organizing maps. Springer Series in Information Sciences. — Berlin: Springer, 1995.
— 378 ð.
12. G i e r t l J . Optimization of measurement and evaluation of operational parameters in computer networks
(in Slovak), Dissertation thesis, Technick � univerzita v Kos� iciach, Kos� ice, 2006. — 93 p.
13. G i e r t l J . , J a k a b F . , B a c� a J . , A n d o g a R . , M i r i l o v i c� M . Contribution to adaptive sam-
pling of QoS parameters in computer networks // Acta Electrotechnica et Informatica. — 2006 — 6, N 1.
— Ð. 52–59.
Ïîñòóïèëà 12.09.2007
54 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 3
|