Συντάχθηκε 11-12-2017 11:09
από Sofia Malandraki
Email συντάκτη: sofiamalandraki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος ΗΜΜΥ.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΚΥΡΙΑΚΟΥ ΨΑΡΑΚΗ
με θέμα
Ανίχνευση Δεδομένων Άτυπης Συμπεριφοράς με το Σύστημα Spark Streaming
Outlier Detection using Spark Streaming
Τετάρτη 13 Δεκεμβρίου 2017, 12 μ.
Αίθουσα 137.Π39, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Αναπληρωτής Καθηγητής Αντώνιος Δεληγιαννάκης (επιβλέπων)
Καθηγητής Μίνως Γαροφαλάκης
Αναπληρωτής Καθηγητής Μιχαήλ Λαγουδάκης
Περίληψη
Στις μέρες μας δεδομένα δημιουργούνται συνεχώς από μια πληθώρα πηγών όπως μηχανήματα, την κίνηση στο διαδίκτυο, δίκτυα αισθητήρων και πολλές άλλες. Η έγκαιρη και εύστοχη ανίχνευση δεδομένων άτυπης συμπεριφοράς πάνω σε ροές δεδομένων είναι πολύ σημαντική σε ένα μεγάλο σύνολο εφαρμογών όπως για παράδειγμα, στην αποτροπή μηχανικών βλαβών, ανίχνευση κυβερνοεπιθέσεων και οικονομικών απατών. Σε αυτήν την εργασία υλοποιούμε ένα αλγόριθμο ανίχνευσης δεδομένων άτυπης συμπεριφοράς με την χρήση του εργαλείου του Spark Streaming, ο οποίος, κάνει ένα πέρασμα πάνω από τα δεδομένα ενώ χρησιμοποιεί περιορισμένη μνήμη. Επιλέξαμε το εργαλείο του Spark Streaming επειδή μας προσφέρει κλιμακώσιμη, υψηλής απόδοσης, χωρίς σφάλματα επεξεργασία της ροής δεδομένων μας. Ο αλγόριθμος προσαρμόζει ιδέες από σκιαγράφηση πινάκων έτσι ώστε να κρατάει κάποια ορθογώνια διανύσματα τα οποία απεικονίζουν μια καλή προσεγγιστική βάση για όλα τα προηγούμενα δεδομένα μας. Χρησιμοποιώντας αυτήν την ορθογώνια βάση οι τιμές άτυπης συμπεριφοράς ανιχνεύονται με βάση το σφάλμα μιας απλής μεθόδου ανοικοδόμησης. Επιπλέον, υλοποιήσαμε δυο μεθόδους για την ενημέρωση των ορθογώνιων διανυσμάτων, μια ντετερμινιστική και μια τυχαιοποιημένη για να επιταχύνουμε περαιτέρω τον αλγόριθμο μας με ένα μικρό κόστος στην ευστοχία.
Abstract
Data is continuously being generated from sources such as machines, network traffic, sensor networks, etc. Timely and accurate detection of outliers in massive data streams has important applications such as in preventing machine failures, intrusion detection, and financial fraud detection. In this thesis, we implement an outlier detection algorithm inside the Spark Streaming environment that, makes only one pass over the data while utilizing limited storage. We chose the Spark Streaming environment because it offers scalable, high-throughput, fault-tolerant stream processing of live data streams. The algorithm adapts ideas from matrix sketching to maintain a set of few orthogonal vectors that form a good approximate basis for all the observed data. Using this constructed orthogonal basis, outliers in new incoming data are detected based on a simple reconstruction error test. Additionally, we have implemented two methods for updating the orthogonal vectors one deterministic and one randomized to further speedup the algorithm with a small cost to accuracy.
