Predicting the bandwidth utilization on network links can be extremely useful for detecting congestion in order to correct them before they occur. In this paper, we present a solution to predict the bandwidth utilization between different network links with a very high accuracy. A simulated network is created to collect data related to the performance of the network links on every interface. These data are processed and expanded with feature engineering in order to create a training set. We evaluate and compare three types of machine learning algorithms, namely ARIMA (AutoRegressive Integrated Moving Average), MLP (Multi Layer Perceptron) and LSTM (Long Short-Term Memory), in order to predict the future bandwidth consumption. The LSTM outperforms ARIMA and MLP with very accurate predictions, rarely exceeding a 3\% error (40\% for ARIMA and 20\% for the MLP). We then show that the proposed solution can be used in real time with a reaction managed by a Software-Defined Networking (SDN) platform.


翻译:预测网络链接的带宽利用率,对于检测拥堵,以便在出现堵塞之前加以纠正,极为有用。在本文中,我们提出了一个预测不同网络链接之间带宽利用率的解决方案,其精确度非常高。建立了一个模拟网络,以收集与每个界面网络链接性能有关的数据。这些数据通过功能工程处理和扩大,以创建一套培训。我们评估和比较了三种类型的机器学习算法,即ARIMA(自动回归综合移动平均数)、MLP(多层 Perceptron)和LSTM(长时短内存),以预测未来的带宽消耗量。LSTM比ARIMA和MLP更精确地预测出ARIMA和MLP,很少超过3 ⁇ 错误(40 ⁇,MLP20 ⁇ )。然后我们表明,拟议的解决方案可以在软件定义网络平台管理的反应下实时使用。

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