but.committee		cs
but.defence		cs
but.jazyk	angličtina (English)
but.program	Výpočetní technika a informatika	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Sekanina, Lukáš	en
dc.contributor.author	Grochol, David	en
dc.contributor.referee	Sekaj, Ivan	en
dc.contributor.referee	Jašek, Roman	en
dc.date.accessioned	2020-05-31T22:58:37Z
dc.date.available	2020-05-31T22:58:37Z
dc.date.created		cs
dc.description.abstract	Výzkum prezentovaný v této práci je zaměřen na evoluční optimalizaci vybraných komponent síťových aplikací určených pro monitorovací systémy vysokorychlostních sítí. Práce začíná studiem současných monitorovacích systémů. Jako experimentální platforma byl zvolen systém SDM (Software Defined Monitoring). Detailně bylo analyzováno zpracování síťového provozu, protože tvoří důležitou součást všech monitorovacích systémů. Jako demonstrační komponenty pro aplikaci optimálních technik navržených v této práci byly zvoleny klasifikátor aplikačních protokolů a hashovací funkce pro síťové toky. Evoluční algoritmy byly zkoumány s ohledem nejen na optimalizaci kvality zpracování dat danou síťovou komponentou, ale i na čas potřebný pro výpočet dané komponenty. Byly zkoumány jednokriteriální i vícekriteriální varianty evolučních algoritmů. Byl navržen nový přístup ke klasifikaci aplikačních protokolů. Přesná i aproximativní verze klasifikátoru byla optimalizována pomocí CGP (Kartézské Genetické Programování). Bylo dosaženo výrazné redukce zdrojů a zpoždění v FPGA (Programovatelné Logické Pole) oproti neoptimalizované verzi. Speciální síťové hashovací funkce byly navrženy pomocí paralelní verze LGP (Lineární Genetické Programování). Tyto hashovací funkce vykazují lepší funkcionalitu oproti moderním hashovacím funkcím. S využitím vícekriteriální optimalizace byly vylepšeny výsledky původní jednokriteriální verze LGP. Paralelní zřetězené verze hashovacích funkcí byly implementovány v FPGA a vyhodnoceny za účelem hashování síťových toků. Nová rekonfigurovatelná hashovací funkce byla navržena jako kombinace vybraných hashovacích funkcí. Velmi konkurenceschopná obecná hashovací funkce byla rovněž navržena pomocí multikriteriální verze LGP a její funkčnosti byla ověřena na reálných datových sadách v provedených studiích. Vícekriteriální přístup produkuje mírně lepší řešení než jednokriteriální LGP. Také se potvrdilo, že obecné implementace LGP a CGP jsou použitelné pro automatizovaný návrh a optimalizaci vybraných síťových komponent. Je však důležité zvládnout vícekriteriální povahu problému a urychlit časově kritické operace GP	en
dc.description.abstract	The research presented in this thesis is directed toward the evolutionary optimization of selected components of network applications intended for high-speed network monitoring systems. The research started with a study of current network monitoring systems. As an experimental platform, the Software Defined Monitoring (SDM) system was chosen. Because traffic processing is an important part of all monitoring systems, it was analyzed in greater detail. For detailed studies conducted in this thesis, two components were selected: the classifier of application protocols and the hash functions for network flow processing. The evolutionary computing techniques were surveyed with the aim to optimize not only the quality of processing but also the execution time of evolved components. The single-objective and multi-objective versions of evolutionary algorithms were considered and compared. A new approach to the application protocol classifier design was proposed. Accurate and relaxed versions of the classifier were optimized by means of Cartesian Genetic Programming (CGP). A significant reduction in Field-Programmable Gate Array (FPGA) resources and latency was reported.Specialized, highly optimized network hash functions were evolved by parallel Linear Genetic Programming (LGP). These hash functions provide better functionality (in terms of quality of hashing and execution time) than the state-of-the-art hash functions. Using multi-objective LGP, we even improved the hash functions evolved with the single-objective LGP. Parallel pipelined hash functions were implemented in an FPGA and evaluated for purposes of network flow hashing. A new reconfigurable hash function was developed as a combination of selected evolved hash functions. Very competitive general-purpose hash functions were also evolved by means of multi-objective LGP and evaluated using representative data sets. The multi-objective approach produced slightly better solutions than the single-objective approach. We confirmed that common LGP and CGP implementations can be used for automated design and optimization of selected components; however, it is important to properly handle the multi-objective nature of the problem and accelerate time-critical operations of GP.	cs
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	GROCHOL, D. Evoluční návrh a optimalizace komponent používaných ve vysokorychlostních počítačových sítích [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. .	cs
dc.identifier.other	128194	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/188162
dc.language.iso	en	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	Evoluční algoritmy	en
dc.subject	kartezské genetické programování	en
dc.subject	lineární genetické programování	en
dc.subject	monitorování síťového provozu	en
dc.subject	síťové aplikace	en
dc.subject	počítačové sítě	en
dc.subject	hashovací funkce	en
dc.subject	Evolutionary Algorithms	cs
dc.subject	Cartesian Genetic Programming	cs
dc.subject	Linear Genetic Programming	cs
dc.subject	Network Monitoring	cs
dc.subject	Network Application	cs
dc.subject	Computer Network	cs
dc.subject	Hash Function	cs
dc.title	Evoluční návrh a optimalizace komponent používaných ve vysokorychlostních počítačových sítích	en
dc.title.alternative	Evolutionary design and optimization of components used in high-speed computer networks	cs
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted		cs
dcterms.modified	2020-05-10-17:46:47	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta informačních technologií	cs
sync.item.dbid	128194	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2020.06.01 00:58:37	en
sync.item.modts	2020.06.01 00:15:38	en
thesis.discipline	Výpočetní technika a informatika	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. Ústav počítačových systémů	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Evoluční návrh a optimalizace komponent používaných ve vysokorychlostních počítačových sítích

Files

Original bundle

Collections