مدل طبقه‌بندی ترافیک شبکه‌های کامپیوتری مبتنی بر خوشه‌بندی DBScan و طبقه‌بند گاما

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی کامپیوتر، واحد بین المللی ارس، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی کامپیوتر، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

3 استاد،گروه مهندسی کامپیوتر، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

4 استادیار، گروه مهندسی کامپیوتر، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

doi
چکیده

طبقه‌بندی ترافیک یکی از مهم‌ترین فرآیندهای نظارت بر شبکه است که کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های امنیت، کیفیت خدمات و مدیریت شبکه دارد. با افزایش پیچیدگی و تنوع ترافیک شبکه، چالش‌های جدیدی از جمله کمبود داده‌های آموزشی برچسب‌گذاری‌شده بوجود می‌آید. به منظور رفع این چالش در این مقاله، سازوکار طبقه‌بندی ترافیک با ترکیب الگوریتم‌های یادگیری ماشین بدون نظارت و نیمه نظارتی ارائه می‌شود. این سازوکار از مجموعه محدودی از داده‌های آموزشی برچسب‌گذاری‌شده برای بهبود دقت طبقه‌بندی استفاده می‌کند. روش پیشنهادی، هر جریان ترافیک را به عنوان یک بردار ویژگی توصیف می‌کند که شامل ویژگی‌های آماری آن جریان است. تعداد ویژگی‌های ایجاد شده برای هر نمونه نیز با استفاده از تحلیل مولفه‌های اصلی کاهش می‌یابد. خوشه‌بندی DBScan برای تعیین نوع ترافیک صحیح برای هر جریان ترافیک بدون برچسب استفاده می‌شود. در نهایت، از مدل طبقه‌بند گاما برای تفکیک جریان‌های ترافیک جدید استفاده می‌شود. کارایی روش پیشنهادی با استفاده از مجموعه داده‌های واقعی ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی قادر به طبقه‌بندی جریان‌های ترافیکی با دقت متوسط 95.12 درصد است که حداقل 7.03 درصد بهبود را نسبت به رویکردهای قبلی نشان می‌دهد.کلید واژه‌ها: طبقه بندی ترافیک، یادگیری ماشین، خوشه بندی DBScan، طبقه‌بند گاما.