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Erschienen in: Journal of Network and Systems Management 2/2012

01.06.2012

Lightweight and Informative Traffic Metrics for Data Center Monitoring

verfasst von: Kuai Xu, Feng Wang, Haiyan Wang

Erschienen in: Journal of Network and Systems Management | Ausgabe 2/2012

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Abstract

In recent years, thousands of commodity servers have been deployed in Internet data centers to run large scale Internet applications or cloud computing services. Given the sheer volume of data communications between servers and millions of end users, it becomes a daunting task to continuously monitor the availability, performance and security of data centers in real-time operational environments. In this paper, we propose and evaluate a lightweight and informative traffic metric, streaming frequency, for network monitoring in Internet data centers. The power-series based metric that is extracted from the aggregated IP traffic streams, not only carries temporal characteristics of data center servers, but also helps uncover traffic patterns of these servers. We show the convergence and reconstructability properties of this metric through theoretical proof and algorithm analysis. Using real data-sets collected from multiple data centers of a large Internet content provider, we demonstrate its applications in detecting unwanted traffic towards data center servers. To the best of our knowledge, this paper is the first to introduce a streaming metric with a unique reconstruction capability that could aid data center operators in network management and security monitoring.

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Fußnoten
1
We do not include the variance in calculating the distance, since calculating the variance requires reconstructions at each time unit.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Dreger, H., Feldmann, A., Paxson V., Sommer, R.: In: Proceedings of International Symposium on Recent Advances in Intrusion Detection (2008) Dreger, H., Feldmann, A., Paxson V., Sommer, R.: In: Proceedings of International Symposium on Recent Advances in Intrusion Detection (2008)
2.
Zurück zum Zitat Bhatia, S., Kumar, A., Fiuczynski, M., Peterson, L.: In: Proceedings of USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation (2008) Bhatia, S., Kumar, A., Fiuczynski, M., Peterson, L.: In: Proceedings of USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation (2008)
4.
Zurück zum Zitat Estan, C., Savage, S., Varghese, G.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2003) Estan, C., Savage, S., Varghese, G.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2003)
5.
Zurück zum Zitat Kornexl, S., Paxson, V., Dreger, H., Feldmann, A., Sommer R.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM Conference on Internet Measurement (2005) Kornexl, S., Paxson, V., Dreger, H., Feldmann, A., Sommer R.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM Conference on Internet Measurement (2005)
6.
Zurück zum Zitat Krishnamurthy, B., Sen, S., Zhang, Y., Chen, Y.: In: Proceedings of ACM/USENIX IMC (2003) Krishnamurthy, B., Sen, S., Zhang, Y., Chen, Y.: In: Proceedings of ACM/USENIX IMC (2003)
7.
Zurück zum Zitat Karagiannis, T., Papagiannaki K., Faloutsos, M.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2005) Karagiannis, T., Papagiannaki K., Faloutsos, M.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2005)
10.
Zurück zum Zitat Al-Fares, M., Loukissas, A., Vahdat, A.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2008) Al-Fares, M., Loukissas, A., Vahdat, A.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2008)
11.
Zurück zum Zitat Guo, C., Wu, H., Tan, K., Shi, L., Zhang, Y., Lu, S.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2008) Guo, C., Wu, H., Tan, K., Shi, L., Zhang, Y., Lu, S.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2008)
12.
Zurück zum Zitat Joseph, D., Tavakoli, A., Stoica, I.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2008) Joseph, D., Tavakoli, A., Stoica, I.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM (2008)
14.
Zurück zum Zitat Greenberg, A., Hamilton, J., Maltz, D., Patel, P.: ACM SIGCOMM Comput. Commun. Rev. 39(1), 68 (2009) Greenberg, A., Hamilton, J., Maltz, D., Patel, P.: ACM SIGCOMM Comput. Commun. Rev. 39(1), 68 (2009)
15.
Zurück zum Zitat Nedevschi, S., Padhye, J., Ratnasamy, S.: In: Proceedings of USENIX OSDI Workshop on Power Aware Computing and System (2008) Nedevschi, S., Padhye, J., Ratnasamy, S.: In: Proceedings of USENIX OSDI Workshop on Power Aware Computing and System (2008)
16.
Zurück zum Zitat Benson, T., Anand, A., Akella, A., Zhang, M.: In: Proceedings of SIGCOMM WREN Workshop (2009) Benson, T., Anand, A., Akella, A., Zhang, M.: In: Proceedings of SIGCOMM WREN Workshop (2009)
18.
Zurück zum Zitat Zhou M., Lang, S.-D.: Systemics, Cybernetics and Informatics, vol. 2 (2004) Zhou M., Lang, S.-D.: Systemics, Cybernetics and Informatics, vol. 2 (2004)
19.
Zurück zum Zitat Barford, P., Kline, J., Plonka, D., Ron, A.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM IMW (2002) Barford, P., Kline, J., Plonka, D., Ron, A.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM IMW (2002)
20.
Zurück zum Zitat Lu, W., Ghorbani, A.: Network anomaly detection based on wavelet analysis, EURASIP. J. Adv. Signal Proc. (2009) Lu, W., Ghorbani, A.: Network anomaly detection based on wavelet analysis, EURASIP. J. Adv. Signal Proc. (2009)
21.
Zurück zum Zitat Iliofotou, M., Pappu, P., Faloutsos, M., Mitzenmacher, M., Singh, S., Varghese, G. In: Proceedings of ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference (2007) Iliofotou, M., Pappu, P., Faloutsos, M., Mitzenmacher, M., Singh, S., Varghese, G. In: Proceedings of ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference (2007)
22.
Zurück zum Zitat Cormode, G., Korn, F., Muthukrishnan, S., Srivastava, D.: In: Proceedings of VLDB (2003) Cormode, G., Korn, F., Muthukrishnan, S., Srivastava, D.: In: Proceedings of VLDB (2003)
23.
Zurück zum Zitat Kumar, A., Xu, J., Li, L., Wang, J.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM Conference on internet Measurement (2003) Kumar, A., Xu, J., Li, L., Wang, J.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM Conference on internet Measurement (2003)
24.
Zurück zum Zitat Muthukrishnan, S.: Data Streams: Algorithms and Applications. Now Publishers (2005) Muthukrishnan, S.: Data Streams: Algorithms and Applications. Now Publishers (2005)
25.
Zurück zum Zitat Cohen, E., Duffield, N., Kaplan, H., Lund, C., Thorup, M.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference (2007) Cohen, E., Duffield, N., Kaplan, H., Lund, C., Thorup, M.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference (2007)
26.
Zurück zum Zitat Ramachandran, A., Seetharaman, S., Feamster N., Vazirani, V.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference (2008) Ramachandran, A., Seetharaman, S., Feamster N., Vazirani, V.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference (2008)
27.
Zurück zum Zitat Armbrust, M., Fox, A., Armando, G.R., Joseph, A.D., Katz, R.R., Konwinski, A., Lee, G., Patterson, D., Rabkin, A., Stoica, I., Zaharia, M.: Above the clouds: a berkeley view of cloud computing. Commun. ACM 53(4), 50 (2010) Armbrust, M., Fox, A., Armando, G.R., Joseph, A.D., Katz, R.R., Konwinski, A., Lee, G., Patterson, D., Rabkin, A., Stoica, I., Zaharia, M.: Above the clouds: a berkeley view of cloud computing. Commun. ACM 53(4), 50 (2010)
28.
Zurück zum Zitat Ristenpart, T., Tromer, E., Shacham, H., Savage, S.: In: Proceedings of ACM Conference on Computer and Communication Security (CCS) (2009) Ristenpart, T., Tromer, E., Shacham, H., Savage, S.: In: Proceedings of ACM Conference on Computer and Communication Security (CCS) (2009)
29.
Zurück zum Zitat Mcqueen, J.: In: Proceedings of the Fifth Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability (1967) Mcqueen, J.: In: Proceedings of the Fifth Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability (1967)
30.
Zurück zum Zitat Jin, Y., Sharafuddin, E., Zhang, Z.-L.: In: Proceedings of International Conference on emerging Networking EXperiments and Technologies (CoNext) (2007) Jin, Y., Sharafuddin, E., Zhang, Z.-L.: In: Proceedings of International Conference on emerging Networking EXperiments and Technologies (CoNext) (2007)
31.
Zurück zum Zitat Jin, Y., Simon, G., Xu, K., Zhang, Z.-L., Kumar, V.: In: Proceedings of USENIX NSDI Workshop on Tackling Computer Systems Problems with Machine Learning Techniques (SysML) (2007) Jin, Y., Simon, G., Xu, K., Zhang, Z.-L., Kumar, V.: In: Proceedings of USENIX NSDI Workshop on Tackling Computer Systems Problems with Machine Learning Techniques (SysML) (2007)
32.
Zurück zum Zitat Jin, Y., Zhang, Z.-L., Xu, K., Cao, F., Sahu, S.: In: Proceedings of ACM SIGMETRICS MineNet Workshop (2007) Jin, Y., Zhang, Z.-L., Xu, K., Cao, F., Sahu, S.: In: Proceedings of ACM SIGMETRICS MineNet Workshop (2007)
33.
Zurück zum Zitat Yegneswaran, V., Barford, P., Ullrich, J.: In: Proceedings of ACM SIGMETRICS (2003) Yegneswaran, V., Barford, P., Ullrich, J.: In: Proceedings of ACM SIGMETRICS (2003)
34.
Zurück zum Zitat Pang, R., Yegneswaran, V., Barford, P., Paxson V., Peterson, L.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM IMC (2004) Pang, R., Yegneswaran, V., Barford, P., Paxson V., Peterson, L.: In: Proceedings of ACM SIGCOMM IMC (2004)
35.
Zurück zum Zitat Xu, K., Zhang, Z.L., Bhattacharyya, S.: In: Proceedings of Steps to Reducing Unwanted Traffic on the Internet Workshop (SRUTI) (2005) Xu, K., Zhang, Z.L., Bhattacharyya, S.: In: Proceedings of Steps to Reducing Unwanted Traffic on the Internet Workshop (SRUTI) (2005)
36.
Zurück zum Zitat Xu, K., Zhang, Z.-L., Bhattacharyya, S.: Internet traffic behavior profiling for network security monitoring. IEEE/ACM Trans. Network. 16, 1241 (2008) Xu, K., Zhang, Z.-L., Bhattacharyya, S.: Internet traffic behavior profiling for network security monitoring. IEEE/ACM Trans. Network. 16, 1241 (2008)
Metadaten
Titel
Lightweight and Informative Traffic Metrics for Data Center Monitoring
verfasst von
Kuai Xu
Feng Wang
Haiyan Wang
Publikationsdatum
01.06.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Network and Systems Management / Ausgabe 2/2012
Print ISSN: 1064-7570
Elektronische ISSN: 1573-7705
DOI
https://doi.org/10.1007/s10922-011-9200-6

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