Anlisis de la implementacin de la Inteligencia Artificial en el Control de Trfico de Redes

 

Analysis of the implementation of Artificial Intelligence in Network Traffic Control

 

Anlise da implementao da Inteligncia Artificial no Controlo de Trfego de Redes

Geraldin Michelle Navarrete Cruz I
geraldin.navarretec@ug.edu.ec
https://orcid.org/0009-0008-5860-599X

,Luis Carlos Quintero Indio II
luis.quinteroi@ug.edu.ec
https://orcid.org/0009-0006-8856-6915

,Fausto Ral Orozco Lara III
fausto.orozcol@ug.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-4872-3702

,Christian Omar Picn Farah IV
christian.piconf@ug.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-1004-159X

,Janeth Pilar Daz Vera V
janeth.diazv@ug.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-8750-0216

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Correspondencia: geraldin.navarretec@ug.edu.ec

Ciencias Tcnicas y Aplicadas

Artculo de Investigacin

 

* Recibido: 25 de junio de 2024 *Aceptado: 26 de julio de 2024 * Publicado: 18 de agosto de 2024

 

       I.          Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Ecuador.

     II.          Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Ecuador.

   III.          Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Ecuador.

  IV.          Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Ecuador.

    V.          Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Ecuador.

 


Resumen

Este estudio, que surge del trabajo de titulacin titulado "Anlisis del impacto de los sistemas de control de trfico basados en inteligencia artificial para las redes de datos de la empresa Poligroup", se centra en el desarrollo e implementacin de un sistema de control de trfico basado en inteligencia artificial para las redes de datos de Poligroup. La investigacin sigue un enfoque descriptivo para detallar y caracterizar el estado actual de los sistemas de control de trfico basados en IA y las redes de datos dentro de la empresa. El estudio utiliza Python, TensorFlow y SimPy para el desarrollo y simulacin del algoritmo de control de trfico. Los participantes incluyeron profesionales de TI, ciberseguridad y redes de datos, quienes contribuyeron al diseo y evaluacin del proyecto. La metodologa involucr la configuracin de una red neuronal utilizando la API Sequential de TensorFlow, el entrenamiento del modelo con varias funciones de activacin y el uso del optimizador Adam y la funcin de prdida de entropa cruzada binaria. El modelo se evalu mediante simulaciones con SimPy para predecir y gestionar decisiones de trfico en tiempo real. La recoleccin de datos combin tcnicas cuantitativas para mtricas de trfico y encuestas cualitativas para capturar las experiencias y percepciones del personal. Los resultados indican que el sistema de control de trfico basado en IA puede optimizar efectivamente el rendimiento de la red al reducir la congestin y mejorar la utilizacin del ancho de banda. La integracin de herramientas como Visual Studio Code y bibliotecas avanzadas para la manipulacin de datos y el aprendizaje automtico facilit los procesos de desarrollo y anlisis. Este estudio destaca el potencial de la IA para mejorar la gestin del trfico en redes de datos corporativas, ofreciendo valiosos insights para futuras mejoras e implementaciones.

Palabras Clave: inteligencia artificial; optimizacin; sistemas de control; control de trfico.

 

Abstract

This study, arising from the thesis entitled Analysis of the impact of AI-based traffic control systems for Poligroup company data networks, focuses on the development and implementation of an AI-based traffic control system for Poligroup data networks. The research follows a descriptive approach to detail and characterize the current state of AI-based traffic control systems and data networks within the company. The study uses Python, TensorFlow, and SimPy for the development and simulation of the traffic control algorithm. Participants included IT, cybersecurity, and data network professionals, who contributed to the design and evaluation of the project. The methodology involved setting up a neural network using TensorFlows Sequential API, training the model with various activation functions, and using the Adam optimizer and binary cross-entropy loss function. The model was evaluated through simulations with SimPy to predict and manage traffic decisions in real time. The data collection combined quantitative techniques for traffic metrics and qualitative surveys to capture staff experiences and perceptions. The results indicate that the AI-based traffic control system can effectively optimize network performance by reducing congestion and improving bandwidth utilization. The integration of tools such as Visual Studio Code and advanced libraries for data manipulation and machine learning facilitated the development and analysis processes. This study highlights the potential of AI to improve traffic management in corporate data networks, offering valuable insights for future improvements and implementations.

Keywords: artificial intelligence; optimization; control systems; traffic control.

 

Resumo

Este estudo, que surge do trabalho de licenciatura intitulado Anlise do impacto dos sistemas de controlo de trfego baseados em inteligncia artificial para as redes de dados da empresa Poligroup, centra-se no desenvolvimento e implementao de um sistema de controlo de trfego baseado inteligncia artificial para o Poligroup redes de dados. A pesquisa segue uma abordagem descritiva para detalhar e caracterizar o estado atual dos sistemas de controlo de trfego e das redes de dados baseadas em IA dentro da empresa. O estudo utiliza o Python, o TensorFlow e o SimPy para o desenvolvimento e simulao do algoritmo de controlo de trfego. Os participantes incluram profissionais de TI, cibersegurana e redes de dados, que contriburam para a conceo e avaliao do projeto. A metodologia envolveu a configurao de uma rede neural utilizando a API Sequential do TensorFlow, o treino do modelo com vrias funes de ativao e a utilizao do otimizador Adam e da funo binria de perda de entropia cruzada. O modelo foi avaliado atravs de simulaes com o SimPy para prever e gerir decises de trfego em tempo real. A recolha de dados combinou tcnicas quantitativas para mtricas de trfego e inquritos qualitativos para captar experincias e percees da equipa. Os resultados indicam que o sistema de controlo de trfego baseado em IA pode otimizar eficazmente o desempenho da rede, reduzindo o congestionamento e melhorando a utilizao da largura de banda. A integrao de ferramentas como o Visual Studio Code e bibliotecas avanadas para manipulao de dados e aprendizagem automtica facilitou os processos de desenvolvimento e anlise. Este estudo destaca o potencial da IA ​​para melhorar a gesto de trfego em redes de dados empresariais, oferecendo insights valiosos para futuras melhorias e implementaes.

Palavras-chave: inteligncia artificial; otimizao; sistemas de controlo; controlo de trfego.

 

Introduccin

Poligroup, una empresa lder en servicios de conectividad y tecnologa, enfrenta un desafo crtico en la gestin eficiente de sus redes y el flujo de datos. La creciente demanda de acceso a Internet y la complejidad de los flujos de datos han provocado congestin de la red, interrupciones frecuentes del servicio y una disminucin significativa en la calidad de la experiencia del usuario final. Para Poligroup, como proveedor de servicios en lnea y soluciones basadas en la nube, el manejo adecuado del trfico de red es crucial para garantizar la entrega oportuna y de alta calidad de sus servicios a los clientes. Sin embargo, los mtodos tradicionales de control de trfico pueden resultar insuficientes para mantener un rendimiento ptimo en este entorno de rpido crecimiento.

 

Los sistemas actuales no pueden adaptarse de manera gil y eficiente a las fluctuaciones impredecibles en la demanda de trfico. Las soluciones convencionales de gestin del trfico, basadas en reglas estticas y enfoques reactivos son insuficientes para abordar este desafo dinmico y en constante evolucin. Estas soluciones carecen de la capacidad para comprender y responder de manera inteligente a la complejidad y el dinamismo del entorno de red actual. La adopcin de tcnicas avanzadas de inteligencia artificial (IA) se presenta como una solucin prometedora para estos desafos.

 

Segn Andrew Yan-Tak Ng (2020), "la creacin de modelos de redes neuronales profundas diseados para predecir patrones de trfico en redes de datos optimiza el enrutamiento y mejora la eficiencia general del sistema. Al aplicar tcnicas de aprendizaje profundo, se busca no solo anticipar las demandas de la red, sino tambin ajustar dinmicamente el flujo de datos para reducir la congestin y mejorar la calidad del servicio." La Organizacin Internacional de Normalizacin ISO (2013) enfatiza la importancia de una gestin sistemtica de la seguridad para proteger la confidencialidad, integridad y disponibilidad de la informacin. En esta misma lnea, Javier Aracena (2022) menciona que "el diseo e implementacin de un sistema de control de trfico que emplea tcnicas avanzadas de inteligencia artificial, como redes neuronales y algoritmos genticos, busca mejorar la eficiencia y la capacidad de respuesta de la red, adaptndose dinmicamente a las condiciones cambiantes del trfico." Fernanda Ramrez y Carlos Lpez (2021) tambin destacan la importancia de explorar tcnicas avanzadas de aprendizaje automtico y algoritmos de inteligencia artificial para optimizar la eficiencia y el rendimiento en las redes de telecomunicaciones. "La complejidad de estas redes requiere soluciones innovadoras que permitan gestionar el trfico de manera ms efectiva y reducir los tiempos de respuesta. Daz y Orellana (2011) validan que la implementacin de un sistema de control de red para el monitoreo tiene como objetivo proporcionar datos en tiempo real que puedan ser utilizados para la planificacin, toma de decisiones y de gestin de recursos informticos. A travs de la implementacin de modelos predictivos y sistemas automatizados, es posible anticipar problemas y tomar decisiones informadas en tiempo real, lo que resulta en una operacin ms robusta y eficiente."

 

El objetivo de este trabajo de investigacin es evaluar el impacto de un sistema de control de trfico basado en inteligencia artificial para mejorar la gestin y optimizacin de las redes de datos en Poligroup. Este sistema permitir identificar las principales reas de congestin y deficiencias en la red de conectividad a travs del anlisis de datos. Agarwal (2018), argumenta que la inteligencia artificial (IA) est transformando la gestin y operacin de las redes en la era digital, destacando cmo la IA puede mejorar significativamente la eficiencia, la seguridad, la adaptabilidad de las redes a travs del aprendizaje automtico y la automatizacin avanzada. Abordar eficazmente el problema del control del trfico en las redes de conectividad de Poligroup es crucial para garantizar una experiencia ptima a los usuarios. El aumento constante de la demanda de acceso a Internet y el uso de dispositivos conectados ha supuesto una carga adicional para la infraestructura de red existente, lo que ha provocado congestin y mala calidad del servicio. Resolver este problema es imperativo debido a su impacto directo en la satisfaccin del cliente y la percepcin de calidad de los servicios ofrecidos por la empresa. Una gestin eficiente del trfico de datos no solo mejorar la experiencia del usuario, sino que tambin permitir a la empresa optimizar sus recursos tecnolgicos y seguir siendo competitiva en un mercado donde la conectividad es un factor diferenciador.

 

Adems, la escalabilidad limitada de los enfoques tradicionales representa un obstculo significativo para el crecimiento futuro de la empresa. A medida que la demanda de servicios de conectividad contina aumentando de manera exponencial, impulsada por la proliferacin de dispositivos conectados, aplicaciones en la nube y servicios de streaming, es esencial contar con soluciones que puedan adaptarse de manera eficiente y escalable a estos cambios. En conclusin, la implementacin de un sistema de control de trfico basado en inteligencia artificial es una necesidad apremiante para Poligroup, ya que permitir mejorar la calidad del servicio, optimizar los recursos tecnolgicos y mantener la competitividad en el mercado.

 

2. Metodologa

Tipo de Investigacin

El estudio abarc un tipo de investigacin descriptiva, la cual permiti detallar y caracterizar el estado actual de los sistemas de control de trfico basados en inteligencia artificial y las redes de datos de la empresa Poligroup.

 

Enfoque Metodolgico

El enfoque metodolgico de este proyecto se centra en la aplicacin de tcnicas avanzadas de inteligencia artificial para la gestin y optimizacin del trfico en redes de datos. La investigacin incluye tanto componentes cuantitativos como cualitativos para proporcionar una visin integral del impacto y la efectividad del sistema implementado.

 

 

 

Participantes

En el proyecto participaron trabajadores del rea de tecnologa de la informacin, seguridad informtica y redes de datos, incluidos tres jefes de cada rea mencionada y dos subjefes. Estos participantes contribuyeron con su experiencia y conocimientos especficos para el desarrollo y evaluacin del sistema de control de trfico.

 

 

 

Materiales

Para desarrollar el algoritmo para las redes de datos de Poligroup, se utilizaron las siguientes herramientas y libreras:

 

Python: Lenguaje de programacin utilizado para el desarrollo del algoritmo.

TensorFlow: Librera principal de machine learning utilizada para la construccin y entrenamiento del modelo de red neuronal.

SimPy: Herramienta empleada para la simulacin de eventos discretos y evaluacin del comportamiento del modelo en un entorno controlado.

Pandas y Scikit-learn: Libreras utilizadas para la manipulacin y preprocesamiento de datos.

 

Desarrollo

Configuracin de equipos.

Boutaba y S.-S. (2020) ofrece una revisin exhaustiva sobre la evolucin y el desarrollo de modelos neuronales aplicados a redes, destacando su impacto en la optimizacin y eficiencia, los autores exploran diversas aplicaciones, desde la prediccin de patrones de trfico hasta la mejora del enrutamiento. Por ende, para el desarrollo del prototipo de control de trfico basado en IA, se implement una red neuronal se realiza utilizando la API Sequential de TensorFlow. Se configura una red con capas densas, utilizando diferentes funciones de activacin como relu y 'sigmoid'. Este cdigo configura un modelo de red neuronal secuencial en Keras para una tarea de clasificacin binaria. Se inicia creando un modelo secuencial, al que se le aaden capas densas: la primera con 64 neuronas y una entrada de 10 caractersticas, la segunda con 32 neuronas, y la ltima con una neurona de salida que utiliza la funcin de activacin sigmoide, adecuada para clasificaciones binarias. El modelo se compila utilizando la funcin de prdida de entropa cruzada binaria, el optimizador Adam, y se evala en trminos de precisin como se muestra en la figura 1:

 

 

 

Figura 1. Diseo de red neuronal

 

La estructura de la red neuronal se puede visualizar en la tabla 1:

Tabla 1. Estructura neuronal

TIM

Neuronas

Funcin de Activacin

Entrada

10

-

Oculta 1

64

ReLU

Oculta 2

32

ReLU

Salida

1

Sigmoid

 

El optimizador Adam (Adaptive Moment Estimation) es un algoritmo de optimizacin ampliamente utilizado en el entrenamiento de redes neuronales. Combina las ventajas de dos mtodos anteriores: RMSprop y el momento adaptativo. Adam calcula tasas de aprendizaje adaptativas para cada parmetro, lo que lo hace eficiente en problemas con gradientes dispersos o ruidosos. Utiliza estimaciones del primer y segundo momento del gradiente para ajustar la tasa de aprendizaje de cada peso de la red.

La entropa cruzada binaria, por otro lado, es una funcin de prdida comnmente empleada en problemas de clasificacin binaria. Mide la divergencia entre la distribucin de probabilidad predicha por el modelo y la distribucin real de las etiquetas. Es particularmente efectiva para problemas donde la salida es una probabilidad entre 0 y 1. La funcin penaliza ms fuertemente las predicciones confiadas pero incorrectas, lo que ayuda al modelo a calibrar mejor sus predicciones de probabilidad. En el contexto de redes neuronales, la entropa cruzada binaria se utiliza junto con una funcin de activacin sigmoid en la capa de salida para problemas de clasificacin binaria, como el abordado en este estudio.

Para evaluar el comportamiento del modelo en un entorno simulado, se utiliz el programa simPy para implementar simulaciones y evaluar el comportamiento del modelo en un entorno controlado como se muestra en la figura 2.

Texto

Descripcin generada automticamente

Figura 2. Simulacin de simPy

Las decisiones tomadas por el modelo durante la simulacin se visualizan en la figura 3:

Figura 3. Anlisis de decisiones de trafico

 

Diseo del modelo de red neuronal

El diseo del modelo de red neuronal se realiza utilizando la API Sequential de TensorFlow. Se configura una red con capas densas, utilizando diferentes funciones de activacin como 'relu' y 'sigmoid'. La compilacin del modelo incluye la definicin de la funcin de prdida, el optimizador y las mtricas a evaluar como se muestra en la figura 4.

 

Texto

Descripcin generada automticamente

Figura 4. Diseo red neuronal

 

Entrenamiento del modelo

El entrenamiento del modelo se lleva a cabo utilizando el mtodo fit(), donde se especifican los datos de entrenamiento, las etiquetas, el nmero de pocas y el tamao del lote. Tambin se incluyen datos de validacin para evaluar el rendimiento del modelo durante el entrenamiento como se muestra en la figura 5.

Figura 5. Entrenamiento del modelo

Simulacin de la red

Basndonos en el anlisis comparativo entre el rendimiento de redes neuronales y algoritmos tradicionales de Daz Rocano y Toapanta Chicaiza (2020) se utilizan dinmicas computacionales para evaluar la eficiencia y las condiciones de operacin en sistemas complejos.

Por este motivo la simulacin de la red se implementa mediante una funcin que genera datos de trfico aleatorios, utiliza el modelo para hacer predicciones y toma decisiones sobre permitir o bloquear el trfico. Este proceso se ejecuta en un bucle continuo, registrando mtricas importantes para su posterior anlisis como se muestra en la figura 6.

Texto

Descripcin generada automticamente

Figura 6. Simulacin de red con simPy

 

 

Anlisis del impacto:

El anlisis del impacto es crucial para evaluar la efectividad del modelo implementado. Se centra en monitorear y evaluar cmo las decisiones del modelo afectan mtricas clave de rendimiento de la red, proporcionando insights sobre su eficacia y reas de mejora como se muestra en la figura 7.

Texto

Descripcin generada automticamente

Figura 7. Modelo de aprendizaje automtico

 

Realizacin del programa

Cdigo fuente:

Este cdigo implementa un sistema de control de trfico de red basado en inteligencia artificial, utilizando una red neuronal para tomar decisiones sobre permitir o bloquear el trfico. El programa est estructurado de la siguiente manera:

a. Implementacin de las bibliotecas

Texto

Descripcin generada automticamenteEn esta seccin, se importan las bibliotecas necesarias para el proyecto. NumPy se utiliza para operaciones numricas, TensorFlow y Keras para la construccin y entrenamiento del modelo de red neuronal, scikit-learn para mtricas de evaluacin, simpy para la simulacin de eventos discretos, y matplotlib para la visualizacin de resultados, como se muestra en la figura 8.

Figura 8. Resultados de la implementacin de bibliotecas

b. Generacin de datos simulados:

Aqu se crean datos de entrenamiento y prueba simulados. Se generan 1000 muestras con 10 caractersticas cada una y etiquetas binarias correspondientes. Estos datos simulan patrones de trfico de red y se dividen en conjuntos de entrenamiento y prueba, como se ve en la figura 9:

Texto

Descripcin generada automticamente

Figura 9. Entrenamiento y prueba

 

c. Entrenamiento del modelo:

El modelo se entrena utilizando los datos. Se especifican 10 pocas de entrenamiento con un tamao de lote de 10 y se incluyen datos de validacin para monitorear el rendimiento durante el entrenamiento como se muestra en la figura 10.

Figura 10. Entrenamiento del modelo

d. Evaluacin del modelo:

Despus del entrenamiento, se evala el modelo utilizando el conjunto de prueba. Se calcula la precisin y se genera una matriz de confusin para analizar en detalle el rendimiento del modelo en la clasificacin del trfico, como se muestra en la figura 11:

 

Figura 11. Evaluacin del rendimiento del modelo

 

e. Simulacin de red:

Basndonos en Gandotra y Jha (2017) destacando su potencial para mejorar la eficiencia del espectro y reducir la latencia en las comunicaciones, explorando diversas tcnicas de gestin de recursos que permiten optimizar el rendimiento de las redes D2D as como los enfoques para mitigar interferencias y maximizar la calidad de servicio. Se implementa una simulacin de red utilizando simpy, el modelo entrenado se utiliza para tomar decisiones en tiempo real sobre el trfico. Los resultados se registran y se visualizan en un grfico que muestra las decisiones de permitir o bloquear el trfico a lo largo del tiempo como se muestra en la figura 12.

Texto

Descripcin generada automticamente

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 12. Decisiones en tiempo real sobre el trfico

 

Recoleccin de datos

Para la recoleccin de datos se utilizaron diversas tcnicas y herramientas para el funcionamiento de las redes antes y despus de la implementacin de los sistemas de control de trfico basados en IA., se detalla el mtodo y programa empleado:

 

Programas utilizados:

  • SimPy: Este programa se utiliz para implementar simulaciones y evaluar el comportamiento del modelo en un entorno controlado. Esto permiti visualizar el impacto potencial de las decisiones del modelo en la red, como la reduccin de la congestin y la optimizacin del ancho de banda.
  • Visual Studio Code: Se emple como entorno de desarrollo integrado (IDE) para escribir, depurar y ejecutar el cdigo necesario para las herramientas de monitoreo y los scripts de anlisis de desempeo. Visual Studio Code proporcion un entorno robusto y flexible para gestionar el cdigo, con soporte para mltiples lenguajes de programacin y extensiones que facilitaron el desarrollo y la integracin de diversas herramientas de monitoreo.

 

Anlisis cuantitativo y cualitativo:

Se combinaron tcnicas cuantitativas para recopilar datos numricos sobre el trfico en la red con mtodos cualitativos, como encuestas al personal que trabaja directamente con los sistemas de control de trfico. Esto permiti obtener informacin detallada sobre las experiencias y percepciones de los trabajadores en el campo de la conectividad.

 

La integracin de Visual Studio Code en el proceso asegur una gestin eficiente del desarrollo de herramientas de monitoreo y anlisis, permitiendo una implementacin y depuracin ms efectiva del cdigo necesario para evaluar el impacto de los sistemas de control de trfico basados en IA en las redes empresariales.

 

3. Resultados y discusin

Entrenamiento del modelo

El modelo se entren durante 10 pocas es decir ciclos con un conjunto de datos de entrenamiento. A continuacin, se presentan los resultados del entrenamiento como se muestra en la Tabla 2.

 

Tabla 2. Entrenamiento de pocas

Nmero total de iteraciones

Precisin

Prdida

Precisin de validacin

Prdida de validacin

Hora simulada

Epoch 1/10

46.30%

0.7005

47.50%

0.7008

08:00

Epoch 2/10

53.59%

0.6925

49.00%

0.6967

09:15

Epoch 3/10

55.41%

0.6900

48.00%

0.7006

10:30

Epoch 4/10

57.81%

0.6802

48.50%

0.6994

11:45

Epoch 5/10

58.02%

0.6841

48.50%

0.6990

13:00

Epoch 6/10

53.00%

0.6870

49.50%

0.7040

14:15

Epoch 7/10

55.83%

0.6837

49.00%

0.7019

15:30

Epoch 8/10

55.89%

0.6852

49.00%

0.7055

16:45

Epoch 9/10

58.61%

0.6778

51.50%

0.7059

18:00

Epoch 10/10

59.43%

0.6770

46.50%

0.7021

19:15

 

Evaluacin del modelo: Tras el entrenamiento, se evalu el modelo con un conjunto de datos de prueba. Los resultados obtenidos son los siguientes:

 

Precisin del modelo en datos de prueba: 46.50%

Las horas simuladas se han aadido para proporcionar un contexto temporal al proceso de entrenamiento, asumiendo que cada poca tom aproximadamente 1 hora y 15 minutos para completarse, comenzando a las 08:00 AM.

 

Predicciones del modelo

Las decisiones del modelo para cada intervalo de tiempo (en segundos) son cruciales para optimizar el flujo de trfico. Este modelo utiliza algoritmos avanzados de aprendizaje automtico que analizan patrones histricos de trfico, condiciones actuales de la va y otros factores relevantes. Se presenta una tabla que detalla los intervalos de tiempo en los que se bloquea y se permite el trfico, basada en las predicciones del modelo como se muestra en la Tabla 3.

 

 

Tabla 3. Tiempo de bloqueos

Tiempo (s)

Accin

Duracin de secuencia (s)

Tiempo (s)

Accin

Duracin secuencia(s)

0

Permitir

1

 

50-51

Bloquear

2

1-3

Bloquear

3

 

52

Permitir

1

4

Permitir

1

 

53

Bloquear

1

5-6

Bloquear

2

 

54

Permitir

1

7

Permitir

1

 

55

Bloquear

1

8

Bloquear

1

 

56-57

Permitir

2

9-10

Permitir

2

 

58-60

Bloquear

3

11

Bloquear

1

 

61

Permitir

1

12

Permitir

1

 

62-65

Bloquear

4

13-16

Bloquear

4

 

66-75

Permitir

10

17-18

Permitir

2

 

76

Bloquear

1

19-20

Bloquear

2

 

77-79

Permitir

3

21

Permitir

1

 

80-81

Bloquear

2

22-24

Bloquear

3

 

82-83

Permitir

2

25-30

Permitir

6

 

84

Bloquear

1

31

Bloquear

1

 

85-86

Permitir

2

32-39

Permitir

8

 

87-91

Bloquear

5

40-42

Bloquear

3

 

92

Permitir

1

43-44

Permitir

2

 

93-94

Bloquear

2

45

Bloquear

1

 

95-96

Permitir

2

46

Permitir

1

 

97-99

Bloquear

3

47

Bloquear

1

 

 

 

 

48-49

Permitir

2

 

 

 

 

Esta tabla proporciona una visin detallada de cmo el modelo alterna entre permitir y bloquear el trfico, mostrando la duracin de cada secuencia de acciones.

 

Resultados:

Segn el anlisis de los resultados se puede concluir lo siguiente:

  • Base slida: El modelo desarrollado proporciona una base slida para el control de trfico basado en IA. Su capacidad para tomar decisiones de bloqueo o permiso de trfico en intervalos de un segundo demuestra su potencial para aplicaciones en tiempo real.
  • Necesidad de mejoras: El modelo actual necesita ajustes significativos para mejorar su precisin y robustez. Una precisin del 46.50% en datos de prueba sugiere que hay un amplio margen para optimizacin.
  • Ajustes recomendados: Incrementar el tamao y la diversidad del conjunto de datos de entrenamiento podra ayudar al modelo a generalizar mejor y reducir el overfitting.
  • Interpretabilidad: Desarrollar mtodos para interpretar las decisiones del modelo podra proporcionar decisiones y podra ayudar a identificar reas de mejora.
  • Evaluacin continua: Establece un proceso de monitoreo y evaluacin continua del modelo en un entorno controlado antes de su implementacin en produccin. Esto permitira una mejora iterativa y asegurara su eficacia y seguridad en condiciones reales.

CONCLUSIONES

Se establecieron objetivos claros para mejorar la eficiencia, seguridad y gestin de la red mediante la implementacin de sistemas de IA. Los mtodos utilizados incluyeron anlisis de factibilidad, desarrollo de soluciones tcnicas y evaluacin de resultados.

 

Los resultados obtenidos mostraron una mejora significativa en varios aspectos del rendimiento de la red con la implementacin de sistemas de control de trfico basados en IA:

  • La implementacin de IA ha demostrado ser altamente eficaz en la optimizacin del uso de los recursos de red. La utilizacin del ancho de banda aument de un 75% a un 95%, lo que representa un incremento del 26.7%, indicando un uso ms eficiente de los recursos disponibles​
  • La latencia promedio se redujo en un 60%, pasando de 50 ms sin IA a 20 ms con IA, lo que indica una mejora sustancial en la velocidad de transmisin de datos​​. Esto mejora la velocidad y calidad del servicio ofrecido por Poligroup.
  • La IA ha fortalecido la seguridad de la red, permitiendo una deteccin y respuesta ms rpida y efectiva a posibles amenazas y vulnerabilidades. La tasa de deteccin de amenazas increment del 75% al 98%, representando una mejora del 30.67%​. Asimismo, la tasa de prdida de paquetes disminuy de 2.5% a 0.9%, una reduccin del 64%, lo que se traduce en una comunicacin ms confiable y eficiente​​.
  • La mayora de los encuestados confan en la capacidad de la IA para satisfacer las necesidades de la empresa. Un 91% considera que la IA puede satisfacer todas las necesidades dentro de la empresa, mostrando una alta confianza en esta tecnologa, facilita la Gestin de la Red: Los sistemas de IA han simplificado la gestin de la red, haciendo ms eficiente la supervisin y el control de las operaciones diarias

 

 

Referencias

1) Boutaba, R. S.-S. (2020). Un estudio completo sobre la creacin de modelos neuronales para redes: evolucin, aplicaciones y oportunidades de investigacin. Obtenido de Revista de aplicaciones y servicios de Internet, 9(1), 1-99

2) Diaz, W., & Orellana, D. (2011). Implementacin de un sistema electrnico para el monitoreo meteorolgico remoto y la captacin de IA en la parroquia del caar del cantn caar.

3) Javier Aracena. (2022). Aerogeneradores: funcionamiento y diseo de control de trfico de algoritmos. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.

4) Fernanda Ramrez y Carlos Lpez (2021) Controlador de tensin y corriente en bus de cd de un convertidor back-to-back por el lado de la red para un sistema de generacin elica. Celaya.

5) Organizacin Internacional de Normalizacin. [ISO]. (2013). Obtenido de Tecnologa de la informacin - Tcnicas de seguridad - Sistemas de gestin de seguridad de la informacin - Requisitos.: https://www.iso.org/standard/54534.html

6) Romero Rosero, J. E. (2018). Anlisis del comportamiento del rotor en operacin de un aerogenerador de baja potencia ubicado en el sector de Ro Blanco comunidad Yatzaputzn para determinar su eficiencia

7) Diaz Rocano, D. A., & Toapanta Chicaiza, A. S. (2020). Anlisis comparativo entre red neuronal y algoritmos, mediante dinmica computacional para determinar la eficiencia y condiciones de operacin. Obtenido de https://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/23114/1/T-ESPEL-EMI-0391.pdf

8) Agarwal, S. N. (2018). Liberando el poder de la IA en las redes. Obtenido de Cisco. : https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/service-provider/visual-networking-index-vni/white-paper-c11-741490.html

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2024 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn los trminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribucin-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

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