NeTS: Small: ML-Driven Online Traffic Analysis at Multi-Terabit Line Rates

NeTS:小型:ML 驱动的多太比特线路速率在线流量分析

基本信息

  • 批准号:
    2331111
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 60万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2024
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2024-01-01 至 2026-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Internet network operations, whether run by humans or via automated systems, need real-time operational data and data analysis for timely decision making in support of a more secure and reliable Internet. This project supports drastically reducing response times in detecting and responding to network traffic anomalies, and aid with performance diagnosis and repair. Realizing network capabilities often requires machine learning (ML) inferencing algorithms (e.g., to detect anomalous traffic). Unfortunately, as network bandwidth grows to hundreds of gigabits to even terabits per second, it is challenging to analyze network traffic at line rates today. Consequently, network operators resort to out-of-band traffic analysis resulting in slow reaction times (e.g., to detect network intrusions). This project seeks to enable an Internet that can run ML-driven inference algorithms for applications such as network security at line rate of hundreds of Gbps or even Tbps by advancing and leveraging programmable switch technology. Doing so is challenging since programmable switches are constrained in their compute and memory capabilities, have limited expressivity, and limited support for runtime programmability (i.e., ability to make changes without a switch reboot). The project is developing (i) novel methods that can efficiently map an entire class of popular ML models such as decision trees and neural networks to a programmable switch pipeline in a manner that efficiently uses limited switch computation and memory resources, while allowing any model in the class to be supported at runtime; (ii) new switch primitives for computing ordered statistics (e.g., medians, percentiles) of flow features; and (iii) techniques to distribute large ML models on programmable switches across multiple pipelines, and multiple switches in a runtime programmable fashion while handling switch failures achieving resource efficiencies through a combination of new switch primitives, and new network-wide optimization models. The project team is collaborating with campus network operators for larger scale validations. The project will train Ph.D, Masters and undergraduate students, and lead to material on programmable switches in the networking curriculum.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
互联网网络运营,无论是人工运营还是自动化系统运营,都需要实时运行数据和数据分析,以便及时决策,以支持更加安全可靠的互联网。该项目支持大幅减少检测和响应网络流量异常的响应时间,并帮助进行性能诊断和修复。实现网络功能通常需要机器学习(ML)推理算法(例如,检测异常流量)。不幸的是,随着网络带宽增长到每秒数百千兆位甚至太兆位,今天以线路速率分析网络流量是一项挑战。因此,网络运营商求助于带外流量分析,导致反应时间缓慢(例如,检测网络入侵)。该项目旨在通过推进和利用可编程交换机技术,使互联网能够运行机器学习驱动的推理算法,以数百Gbps甚至Tbps的线路速率用于网络安全等应用。这样做是具有挑战性的,因为可编程交换机在计算和内存能力方面受到限制,具有有限的表达能力,并且对运行时可编程性的支持有限(即,无需重新启动交换机即可进行更改的能力)。该项目正在开发(i)新颖的方法,可以有效地将整个流行的ML模型(如决策树和神经网络)映射到可编程开关管道,以有效地使用有限的开关计算和内存资源的方式,同时允许在运行时支持该类中的任何模型;(ii)用于计算流量特征的有序统计(例如,中位数,百分位数)的新开关原语;(iii)在跨多个管道的可编程交换机上分布大型ML模型的技术,以及以运行时可编程方式处理交换机故障的多个交换机,同时通过组合新的交换机原语和新的网络范围优化模型实现资源效率。项目团队正在与校园网运营商合作进行更大规模的验证。该项目将培训博士、硕士和本科生,并在网络课程中提供有关可编程交换机的材料。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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Initial Usability and Feasibility of a Web-Based Behavioural Activation Program for Young Adults With Comorbid Depression and Problem Gambling: A Case Study and Case Series
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  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
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    0
  • 作者:
    Jonathan Gan;E. Kikano;Daniel A. Smith;Sanjay Rao;Ruchika Podury;Margaret Wang;J. Durieux;R. Paspulati;L. Ponsky;N. Ramaiya;S. Tirumani
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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相似海外基金

Powering Small Craft with a Novel Ammonia Engine
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    2024
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    MR/Z503757/1
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    2024
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  • 批准号:
    BB/Y004426/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Research Grant
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知道了