دانلود رایگان ترجمه مقاله مدیریت جریان داده های علمی (اسپرینگر 2014)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) (ترجمه به صورت ناقص انجام شده است)

یافته ها آنالیز اطلاعات ما نشان داد که اگر AFTES در ابتدای دوره 7ماه که برای آن رکورد های نت فلو آنالیز شده بودند، استفاده می شدند، 91% بایت ها از جریان های α که در بازه های سرعت بالا اتفاق افتادند، می توانستند به مسیرهای که بر اساس QoS کنترل شده اند و طراحی شده ترافیکی فرستاده شوند. این عمل فرضیه را برای دوره زمان و روتر ENset آزموده شده، معتبر ساخت؛ به منظور اینکه محققان دیگر توانایی آزمودن این فرضیه با اطلاعات بدست آمده از فراهم کننده های دیگر را داشته باشند، نرم افزار ما برروی یک وب سایت عمومی دردسترس قرار داده شد [14].
یافته دوم ما مربوط می شود به کمی کردن (به عدد نشان دادن) هزینه هدایت دوباره جریان ها براساس پیشوندهای آدرس منبع-مقصد نه براساس مشخص کننده های توالی 5-tuple که بیشتر محدود بودند(که شامل آدرس های IP منبع و مقصد، شماره های port منبع و مقصد، و نوع پروتکل می شود). تاثیر انتخاب این طرح این است که جریان های β (بدون α) که در پیشوندهای آدرس منبع و مقصد مشابه جریان های α هستند، به صف ها و مسیرهای جریان α هدایت خواهند شد. با این حال، آنالیز اطلاعات ما نشان می دهند که تعداد زیادی از چنین بسته های جریان β نشات گرفته از برنامه های انتقال فایل هستند نه از برنامه های تعاملی حساس به تاخیر. این عمل محتمل می باشد زیرا اکثر شاخه های انتقال اطلاعات و محاسبه علمی در زیرشبکه های جداگانه نسبت به آنهایی که برای متصل کردن میزبان های کاربر با اهداف عمومی استفاده شدند، قرار دارند.
نوآوری سه ایده جدید و بکر اساس AFTES را تشکیل می دهند: (1) بکارگیری کنترل های کیفیت سرویس (QoS) در انتقال های فایل نه در جریان های ویدیو و صوت تعاملی؛ (2) استفاده از مدارهای مجازی درون حوزه نه مقصد به مقصد ؛ و (3) بکار گیری دانش رفتارهای انسان و قابلیت های سیستم end در ایجاد کردن یک الگوریتم طبقه بندی جریان.
زمانی که فناوری های حالت انتقال غیرهمزمان (ATM) و سرویس ادغام شده (IntServ) ایجاد شده بودند، سرویس های مدار مجازی برای جریان های ویدیو و صوت تعاملی مدنظر بودند. با این حال، از آنجایی که تعداد چنین جریان هایی بسیار زیاد است و کنترل های QoS در هر جریان تنها می توانند در تعداد کمی از جریان ها در اکثر روترها کاربرد داشته باشند، این راه حل های مدار مجازی به اندازه ای که در اول پیش بینی شده بود مورد استفاده قرار نگرفتند. درعوض، شبکه هایی که براساس IP هدایت می شوند به راحتی بیش از حد تامین شدند. چنین تامین بیش از حدی معمولا برای پایین نگه داشتن تاخیر و اختلال در جریان های ویدیو و صوت تعاملی کافی می باشد. بااین حال، در بازه های کوتاه، جریان های α می توانند به سرعت محافظ های روتر را پر کنند. سرورهای انتقال داده علمی که جریان های α تولید می کنند معمولا کارت های تعامل شبکه 10 Gbps دارند، و بنابراین می توانند بسته ها را با آن سرعت که همچنین سرعت لینک های شبکه اصلی می باشد، منتشر کنند. چنین شیوع های می توانند باعث کاهش های مشهود کیفیت در جریان های ویدیود و صوت تعاملی شوند (قسمت 2 را مشاهده فرمایید). رویکرد جدید ما این است که کنترل های QoS را در جریان های α بکار بگیریم، که از لحاظ تعداد نسبت به جریان های ویدیو و صوت کمتر می باشند و درنتیجه بوسیله روترهای امروزی کنترل شوند.
ایده جدید دوم استفاده از مدارهای مجازی درون حوزه را پیشنهاد می کند، درحالی که تحقیقات قبلی استفاده از مدارهای مجازی مقصد به مقصد را ضروری می دانستند. درصورتی که QoS معیار از قبیل تاخیر مقصد به مقصد ، به تعهد نیاز داشته باشد، سپس مدارهای مجازی باید مسیرهای مقصد به مقصد را گسترش دهند. بااین حال، تعهد های تاخیر برای جریان های α ضروری نیستند، و فناوری های برای ایجاد مسیرهای مقصد به مقصد پیوندی وجود دارند، که در آن برخی از قسمت های یک مسیر که براساس IP هدایت می شوند، هستند درحالی که قسمت های دیگر مدارهای مجازی می باشند. استفاده از مدارهای مجازی درون حوزه به فراهم کننده واحد اجازه می دهد تا بطور یک طرفه AFTES را برای مهندسی ترافیک بهتر بکار گیرد. این عمل اقتباس AFTES را محتمل تر می کند.
سومین ایده جدید ما استفاده از اطلاعات رفتار انسان و قابلیت های کامپیوتر های مقصد در طرح AFTES می باشد. تحقیقات دیگر برروی الگوریتم های طبقه بندی جریان، همانطور که در قسمت 3.2 نمایش داده شد، استفاده از تکنیک های درگاهی و ظرفیت ترابری یا یادگیری ماشین را پیشنهاد می کنند، درحالی که راه حل AFTES ما براساس مشاهدات عملی است. مشاهداتی درباره اینکه چه کسی جریان های α را تولید کرد، و گونه کامپیوترهای مقصد که برای تولید این چنین جریان های مورد نیاز است.
خدمات ارزیابی و طرح AFTES اصلی ترین خدمات این تحقیق می باشند. طرح AFTES یک راه حل عملی می باشد که یک مشکل فنی را حل می کند (کاهش دادن اثرات مضرر جریان های α برروی جریان های دیگر)، درحالی که محدودیت های روترهای امروزی و دشواری های بکارگیری راه حل های بین حوزه ای را درنظر می گیرد. ارزیابی نشان داد که طرح AFTES یک راه حل مناسب برای گسترش می باشد.
اهمیت برای متخصصان ، به وجود آمدن نمونه اولیه AFTES به منظور بکارگیری باالقوه در ESnet می تواند سودمندی مستقیم داشته باشد. استراتژی طرح که تنها به رکورد های نت فلو نیاز دارد، جمع آوری آن پیش از این بوسیله اکثر فراهم کننده ها حمایت شده است، موانع قبول کردن آن توسط فراهم کننده ها را کاهش می دهد. همانطور که پیش تر اشاره شد، ذات درون حوزه راه حل AFTES همچنین مورد پسند متخصصان می باشد. قسمت 2 عوامل انگیزه دهنده برای چنین کاری را توصیف می کند. قسمت 3 تاریخچه و مرورها مربوط به این تحقیق را فراهم می کند. قسمت های 4 و 5، مکانیزم شناسایی جریان α آفلاین پیشنهاد شده را توصیف می کند. یک ارزیابی از این مکانیزم از طریق آنالیز اطلاعات نت فلو ترافیک ESnet در قسمت 6 به نمایش گذاشته شده است. این مقاله در قسمت 7 نتیجه گیری می کند.

4. بررسی کلی
این قسمت یک بررسی کلی طراحی از اینکه چگونه AFTES می تواند در یک شبکه فراهم کننده بکارگرفته شود، فراهم می کند[6,7]. مثال شبکه فراهم کننده که در شکل 3 نشان داده شد را درنظر بگیرید. مسیرهای پیش فرض که بر اساس IP هدایت می شوند از روتر A تا روتر C در مثال شبکه فراهم کننده با خطوط تیره و قرمز نشان داده شده اند. AFTES یک سیستم نرم افزاری مدیریت شبکه می باشد که می تواند برروی یک سرور بیرونی همانطور که در شکل 3 نشان داده شد، عمل کند. AFTES با دو سیستم بیرونی، یک جمع کننده نت فلو و یک کنترل کننده بین حوزه ای (IDC) ، تعامل برقرار می کند. نقش یک جمع کننده نت فلو در قسمت 3.1 توضیح داده شده است. IDC یک زمان بند مدار مجازی می باشد و در REN های بعنوان ESnet و Internet2 به منظور حمایت کردن ذخیره های از پیش تعیین شده برای مدارهای مجازی (VCs) استفاده شده است [25]. هر دو فراهم کننده از MPLS به منظور حمایت کردن ارائه های سرویس مدار مجازی متحرک آنها استفاده می کنند. AFTES این سرویس را برای جریان های α به حداکثر می رساند. مرحله نصب در برقراری شبکه VC، فرصتی برای جریان های α مهندسی ترافیک در کنار مسیرهای متمایز از مسیرهای پیش فرض که بر اساس IP هدایت می شوند در صورت نیاز (برای مثال، به منظور تعادل باگیری)، فراهم می کند.
عملکرد های AFTES در دو مرحله دسته بندی شده اند:
شناسایی پیشوند آدرس جریان α AFTES رکورد های نت فلو را از جمع کننده نت فلو بدست می آورد (همانطور که در شکل 3 نشان داده شد)، و پیشوندهای آدرس IP منبع و مقصد جریان های α را استخراج می کند. جزئیات مربوط به آستانه های استفاده شده برای مشخص کردن اینکه کدام جریان ها، جریان های α هستند را در قسمت بعد فراهم می کنیم.
در ESnet، ما انتظار داریم که AFTES را پایه ای شبانه اجرا کنیم و بنابراین ما یک شاخص در هریک روز i در بوجود آوردن یک مجموعه از Fi Ids پیشوند α استفاده می کنیم، با استفاده از پیشوندهای آدرس منبع-مقصد جریان های α که درطول روز مشاهده شده بودند. به منظور جلوگیری از بیش از حد بزرگ شدن مجموعه Fi (زیرا این مجموعه اصول های فیلتر فایروال که به روترها اضافه خواهند شد را مشخص می کند)، جفت های پیشوند آدرس که برای آنها جریان های α درون بازه رشد (برای مثال، 30 روز) مورد نظارت قرار نگرفته اند، حذف خواهند شد.
دلیل داشتن یک بازه رشد این است که در رابطه با اصول فیلتر فایروال ثبات فراهم کند. این فرضیه در رابطه با اجرا کردن AFTES بر پایه ای شبانه یک فرضیه آغازین می باشد. براساس الگوهای تکرار مشاهده شده، AFTES به دفعات بیشتری می تواند اجرا شود. برای مثال، اگر در شبکه یک فراهم کننده مشخص شده، ما شاهد این بودیم که یک جفت منبع-مقصد در یک روز انتقال های حجیم با سرعت بالای چندگانه ای اجرا می کند و هزینه اجرا کردن AFTES و پیکربندی روترها قابل قبول می باشد، سپس تناوبی که در آن AFTES انجام شده است را می توان افزایش داد. همچنین، اگر تغییرات غیرمنتظره چشمگیری درون ترافیک شبکه مشاهده شد، یک مدیر بطور دستی می تواند عملیات های AFTES را انجام دهد.
پیکربندی کردن روترها برای هدایت دوباره جریان α آینده همانطور که در قسمت 1 اشاره شد، وظایف دوم و سوم این است که: (ii) کنترل کردن مسیری که توسط جریان های α پیموده شده اند بوسیله مدارهای مجازی، و (iii) جداسازی جریان های α به صفت های مجازی جداگانه به منظور کاهش تاثیرات آنها بر جریان هایی با اهداف کلی. درحالی که این وظایف خارج از حوزه این مقاله می باشد، همانطور که در قسمت 1 گفته شد، ما یک بررسی کلی مختصر برای راه حل های این وظایف فراهم می کنیم.