預(yù)測(cè)分析：防止網(wǎng)絡(luò)故障的關(guān)鍵

John+Edwards

編譯 楊勇

強(qiáng)大的新工具支持可操作的深度分析，取代了水晶球式的預(yù)測(cè)。

識(shí)別和確定潛在的網(wǎng)絡(luò)故障和性能問(wèn)題一直是根據(jù)現(xiàn)狀而進(jìn)行猜測(cè)，而新一代的預(yù)測(cè)分析工具有望能更準(zhǔn)確可靠的預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，工作人員在具體問(wèn)題開(kāi)始影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行之前就能夠解決和糾正這些問(wèn)題。

預(yù)測(cè)分析改變了游戲規(guī)則，使首席信息官們能夠真正地展望未來(lái)。愛(ài)立信的技術(shù)和創(chuàng)新主管Diomedes Kastanis說(shuō)：“網(wǎng)絡(luò)應(yīng)適應(yīng)不斷變化的應(yīng)用程序需求，動(dòng)態(tài)地處理特殊事件、季節(jié)性問(wèn)題等，對(duì)這方面的要求越來(lái)越高。雖然我們有很多自動(dòng)化系統(tǒng)和規(guī)則來(lái)管理和運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，但這仍然不足以應(yīng)對(duì)劇烈變化的環(huán)境，也不能主動(dòng)適應(yīng)不斷變化的需求。”

新沖擊

對(duì)于很多首席信息官而言，預(yù)測(cè)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和人工智能（AI）等過(guò)程相結(jié)合還是相對(duì)較新的概念。網(wǎng)絡(luò)安全研究公司NSS實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)主管Brian Soldato說(shuō)：“這需要時(shí)間來(lái)驗(yàn)證新技術(shù)是否適合企業(yè)市場(chǎng)，目前在這一領(lǐng)域還處于早期發(fā)展階段。具有預(yù)測(cè)分析功能的安全平臺(tái)和端點(diǎn)技術(shù)得到了較多的應(yīng)用?！?/p>

由于人工智能及相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)步，預(yù)測(cè)分析在過(guò)去幾年中得以飛速發(fā)展。Skymind公司是支持開(kāi)源深度學(xué)習(xí)框架Deeplearning4j的人工智能開(kāi)發(fā)商，該公司首席執(zhí)行官Chris Nicholson說(shuō)：“基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，例如網(wǎng)絡(luò)日志等，越來(lái)越準(zhǔn)確，因此也更有用?！彼赋觯骸皽?zhǔn)確度取決于數(shù)據(jù)集的質(zhì)量。在一些問(wèn)題上，深度學(xué)習(xí)能夠把準(zhǔn)確度提高兩位數(shù)以上?！?/p>

Kastanis說(shuō)，愛(ài)立信正在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析優(yōu)化調(diào)查。他說(shuō)：“我們目前正在和不同的技術(shù)合作伙伴一起試驗(yàn)一些前沿技術(shù)，包括深度學(xué)習(xí)、決策理論和語(yǔ)義推理等，在人工智能的各種構(gòu)成中，這些是最佳組合?！?/p>

Gianluca Noya是埃森哲的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)部署和分析主管，他認(rèn)為，只需知道從現(xiàn)在到所要預(yù)測(cè)時(shí)間之前五倍跨度的歷史信息，就有可能預(yù)測(cè)未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)行為，例如需求和服務(wù)體驗(yàn)等，準(zhǔn)確度在95%以上。他說(shuō)：“換句話說(shuō)，要預(yù)測(cè)下個(gè)月的數(shù)據(jù)，您需要五個(gè)月前的歷史數(shù)據(jù)。”

Noya說(shuō)，計(jì)算能力和分布式存儲(chǔ)的發(fā)展為不受限制的使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)開(kāi)辟了道路，但大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商未能充分利用這些潛在的強(qiáng)大的資源。他說(shuō)：“我們看到有很多在技術(shù)支持方面進(jìn)行投資的早期試驗(yàn)，但是由于缺乏全面的方法，沒(méi)有考慮采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式帶來(lái)的革命性影響，最終導(dǎo)致受挫?！?/p>

預(yù)測(cè)容量需求

SAS信息技術(shù)高級(jí)主管Steven Toy說(shuō)，可靠地處理未來(lái)網(wǎng)絡(luò)容量需求是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)分析問(wèn)題。他說(shuō)：“找出您感興趣的度量指標(biāo)，采集網(wǎng)絡(luò)容量數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行比較?！北热缯f(shuō)，一家企業(yè)在達(dá)到75%的容量時(shí)就想升級(jí)電路。Toy說(shuō)：“收集幾個(gè)月的數(shù)據(jù)，并預(yù)測(cè)3到4個(gè)月后會(huì)怎樣——這大概是提供新電路所需的時(shí)間。當(dāng)分析顯示您將在3到4個(gè)月內(nèi)達(dá)到75%時(shí)，那就開(kāi)始采購(gòu)過(guò)程?！?/p>

Noya說(shuō)，預(yù)測(cè)算法可以應(yīng)用在數(shù)據(jù)流、服務(wù)、設(shè)備和用戶行為上，實(shí)際上是把標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)規(guī)劃活動(dòng)擴(kuò)展應(yīng)用到更多的網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)性能指標(biāo)上。他說(shuō)：“目前，容量規(guī)劃方法依賴于經(jīng)過(guò)技術(shù)供應(yīng)商認(rèn)證并由工程設(shè)計(jì)提供支持的參考性能KPI。人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用使這種方法不斷改進(jìn)，其不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程進(jìn)一步提高了性能，甚至超越了靜態(tài)KPI方法?！?/p>

保證性能和質(zhì)量

Noya說(shuō)：“對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能和質(zhì)量問(wèn)題，預(yù)測(cè)算法對(duì)分析進(jìn)行多維度管理，確定哪些事件對(duì)結(jié)果的影響最大?！鄙疃葘W(xué)習(xí)是網(wǎng)絡(luò)性能/質(zhì)量?jī)?yōu)化特別有用的工具。Nicholson說(shuō)：“當(dāng)您有一個(gè)包括了您要預(yù)測(cè)事件的記錄數(shù)據(jù)集時(shí)，您就可以在這些數(shù)據(jù)上訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?！比绻疃染W(wǎng)絡(luò)得到了適當(dāng)?shù)挠?xùn)練，它可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)這些事件什么時(shí)候會(huì)發(fā)生。他解釋道：“例如，當(dāng)您能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)容量問(wèn)題時(shí)，您可以提前行動(dòng)來(lái)平衡您的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)容量?！?/p>

據(jù)Toy表示，網(wǎng)絡(luò)性能和質(zhì)量問(wèn)題類似于制造問(wèn)題。他說(shuō)：“制造過(guò)程的數(shù)據(jù)越多，就能夠提供給維修中心更多的問(wèn)題信息，您就越容易預(yù)測(cè)故障?！彼f(shuō)，“網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題幾乎是一樣的。通過(guò)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率來(lái)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)邊緣和核心的故障和性能問(wèn)題，根據(jù)日志預(yù)測(cè)組件的故障，并在出現(xiàn)問(wèn)題之前采取行動(dòng)?！?/p>

預(yù)測(cè)分析還可以根據(jù)使用類型來(lái)檢查數(shù)據(jù)流模式趨勢(shì)，并在發(fā)現(xiàn)可能要出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)提供早期預(yù)警。專業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)畢馬威的首席信息官網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施咨詢主管Atif Mir說(shuō)：“例如，使用UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）的低優(yōu)先級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流在更高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)流受到影響之前，就會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)性能問(wèn)題?！彼忉屨f(shuō)：“一個(gè)好的、強(qiáng)有力的預(yù)測(cè)分析工具能夠預(yù)測(cè)這種影響，如果得到授權(quán)，還可以進(jìn)行修改以避免這種影響。”

主動(dòng)安全

大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都是通過(guò)具有入侵檢測(cè)和數(shù)據(jù)包分析功能的防火墻來(lái)進(jìn)行保護(hù)的。然而，攻擊者變得越來(lái)越聰明，也越來(lái)越狡猾。Mir說(shuō)：“如今的犯罪分子要老練得多，有時(shí)像企業(yè)一樣有組織和贊助。網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)防御需要一種完全不同的方法，而預(yù)測(cè)分析就是其中之一。”

預(yù)測(cè)分析使安全分析平臺(tái)能夠識(shí)別系統(tǒng)、設(shè)備和/或用戶的異常行為。Soldato說(shuō)：“這填補(bǔ)了急需填補(bǔ)的空白。采用NGFW（下一代防火墻）和端點(diǎn)技術(shù)、預(yù)測(cè)分析等等，通過(guò)識(shí)別一個(gè)文件在下載和執(zhí)行時(shí)的行為，即使是簡(jiǎn)單的保存行為，確定文件應(yīng)該干什么，不應(yīng)該干什么，主動(dòng)識(shí)別潛在的外部威脅，甚至是零日威脅?！?/p>

能夠減輕內(nèi)部威脅風(fēng)險(xiǎn)和快速檢測(cè)安全隱患比以往任何時(shí)候都更為重要，而預(yù)測(cè)分析可以提供那些想不被人們發(fā)現(xiàn)的犯罪線索。Toy說(shuō)：“預(yù)測(cè)分析結(jié)合NetFlow或者sflow數(shù)據(jù)，可以幫助衡量網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)（包括最終用戶），預(yù)測(cè)哪些是最危險(xiǎn)的。”Toy指出，“網(wǎng)絡(luò)泄露事件的成本通常是幾百萬(wàn)美元。泄露事件發(fā)現(xiàn)得越快，并及早進(jìn)行糾正，成本就越低，對(duì)企業(yè)聲譽(yù)的影響也就越小?！眅ndprint

控制成本

當(dāng)可以選擇多種技術(shù)時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)定價(jià)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較顯得非常復(fù)雜。Mir說(shuō)：“軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）與預(yù)測(cè)分析相結(jié)合，有助于簡(jiǎn)化預(yù)測(cè)，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)成本?！?/p>

Soldato說(shuō)：“實(shí)施了預(yù)測(cè)分析功能的分析平臺(tái)，由于能夠獲取并處理大量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，因此可以幫助預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)成本?！鳖A(yù)測(cè)分析是一種前瞻性的預(yù)測(cè)技術(shù)，其平臺(tái)允許企業(yè)以可視化的方式預(yù)見(jiàn)未來(lái)幾個(gè)月甚至幾年后的網(wǎng)絡(luò)使用、性能和質(zhì)量情況。他指出：“反過(guò)來(lái)，這也有助于企業(yè)準(zhǔn)備和預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)、新設(shè)備和人員?！?/p>

Noya指出，作為網(wǎng)絡(luò)成本預(yù)測(cè)的前提條件，有必要建立網(wǎng)絡(luò)配置成本基礎(chǔ)，確定具體技術(shù)服務(wù)和最終客戶產(chǎn)品的成本，包括資本支出（CAPEX）和運(yùn)營(yíng)支出（OPEX）等。他說(shuō)：“對(duì)于網(wǎng)絡(luò)單元支持多種產(chǎn)品和服務(wù)的融合運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程比較困難，但最終要準(zhǔn)確地理解產(chǎn)品和服務(wù)的總體擁有成本?！本W(wǎng)絡(luò)庫(kù)存還應(yīng)與采購(gòu)目錄相匹配，以便在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)容量和擴(kuò)展成本之間保持連續(xù)性。Noya說(shuō)：“利用網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)容量分析結(jié)果來(lái)理解未來(lái)的成本。”

開(kāi)始工作

為任何形式的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署預(yù)測(cè)分析的第一步是收集和整理明確知道的歷史問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）軟件開(kāi)發(fā)商Greenwave Systems公司副總裁兼工程系統(tǒng)架構(gòu)師John Crupi說(shuō)：“您必須知道正常功能的構(gòu)成，才能識(shí)別出什么是不正常的。”他解釋說(shuō)：“性能問(wèn)題集中出現(xiàn)可能是正常的，這取決于網(wǎng)絡(luò)特性，也可能是要出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題的早期征兆?！?/p>

首席信息官們還需要制定與業(yè)務(wù)需求相關(guān)的預(yù)測(cè)分析策略和路線圖。Mir說(shuō)：“在這一策略內(nèi)，設(shè)置一個(gè)能進(jìn)行概念驗(yàn)證的可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。下一步是找出導(dǎo)致出現(xiàn)變化的所有因素，并獲取與變化相關(guān)的所有數(shù)據(jù)/日志?！?/p>

Crupi說(shuō)：“開(kāi)始使用預(yù)測(cè)分析的最好方法不是從預(yù)測(cè)分析開(kāi)始，而是要先理解和識(shí)別系統(tǒng)中的行為模式。這些模式為應(yīng)用預(yù)測(cè)分析奠定了基礎(chǔ)?！?/p>

Kastanis建議，一旦部署了預(yù)測(cè)分析平臺(tái)，就可以為機(jī)器學(xué)習(xí)模型提供大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。然后依靠人類專家來(lái)驗(yàn)證最初的預(yù)測(cè)，并在專家的批準(zhǔn)下對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修改，直到機(jī)器學(xué)習(xí)模型的精確度一直高于基本期望值。Kastanis說(shuō)：“除非有可靠的案例研究證明了機(jī)器學(xué)習(xí)模型的準(zhǔn)確性，否則運(yùn)營(yíng)商會(huì)懷疑是否值得冒險(xiǎn)讓機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修改，以實(shí)現(xiàn)自主網(wǎng)絡(luò)管理。”

值得努力的工作

Crupi說(shuō)，預(yù)測(cè)分析不是一個(gè)解決方案，而是戰(zhàn)略工具。他指出：“這只是整套分析工具的一部分?！?/p>

Crupi說(shuō)：“很多企業(yè)希望馬上采用預(yù)測(cè)分析，立即開(kāi)始訓(xùn)練模型來(lái)預(yù)測(cè)故障?！边@真不是個(gè)好主意。他解釋說(shuō)：“訓(xùn)練一個(gè)預(yù)測(cè)模型需要大量的數(shù)據(jù)，并要求數(shù)據(jù)科學(xué)家掌握了歷史背景。最好從基本分析和可視化開(kāi)始，這樣您就可以開(kāi)始‘看到正在發(fā)生的事情?！?/p>

Kastanis說(shuō)，回憶自己的經(jīng)歷，預(yù)測(cè)分析所帶來(lái)的好處值得我們付出時(shí)間和精力去構(gòu)建和部署該技術(shù)。他說(shuō)：“這是非常好的概念，能夠顯著地穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)性能，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理的OpEx，從而提高了網(wǎng)絡(luò)管理效率?！?/p>

原文網(wǎng)址：

http：//www.cio.com/article/3207569/predictive-analytics/predictive-analytics-your-key-to-preventing-network-failures.htmlendprint