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# IP Insights 的運作方式
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Amazon SageMaker AI IP Insights 是一種無監督演算法，會使用以 (實體、IPv4 地址) 配對形式將實體與 IP 地址建立關聯的觀察資料。IP Insights 會學習實體和 IP 地址的隱藏向量表示，判斷實體使用特定 IP 地址的機率有多高。這兩個表示之間的距離接著可做為代理，表示此關聯成立的機率有多高。

IP Insights 演算法會使用神經網路來學習實體和 IP 地址的隱藏向量表示。實體會先雜湊到大型但固定的雜湊空間，然後由簡單的內嵌層編碼。字元字串 (例如使用者名稱或帳戶 ID) 則可以在日誌檔案中呈現的方式，直接提供給 IP Insights。您不需要為實體識別符預先處理資料。您可以在訓練和推論期間提供實體做為任意字串值。雜湊大小應使用夠高的值設定，確保當相異實體映射到相同的隱藏向量時所發生的*衝突*數量會維持在少量狀態。如需如何選取適當雜湊大小的詳細資訊，請參閱 [Feature Hashing for Large Scale Multitask Learning](https://alex.smola.org/papers/2009/Weinbergeretal09.pdf)。另一方面，針對代表 IP 地址，IP Insights 會使用特別設計過的編碼器網路，透過探索 IP 地址的字首結構，唯一代表每個可能的 IPv4 地址。

在訓練期間，IP Insights 會隨機配對實體和 IP 地址，自動產生負面樣本。這些負面樣本可代表現實中較不容易發生的資料。模型會訓練成可辨別在訓練資料中觀察到的正面樣本，以及這些產生的負面樣本。更精確而言，模型會訓練成可最小化*交叉熵*，又稱為*對數損失*，其定義如下：

![\[包含損失函式之方程式的影像。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_tw/sagemaker/latest/dg/images/ip-insight-image-cross-entropy.png)


yn 是標籤，指出樣本是來自掌管觀察資料的真實分佈 (yn=1)，還是來自產生負面樣本的分佈 (yn=0)。pn 是樣本來自真實分佈的機率，如模型所預測。

產生負面樣本是一項重要程序，用於達到觀察資料的準確模型。若負面樣本的機率過低 (例如，若所有負面樣本中的 IP 地址都是 10.0.0.0)，則模型會無法學習如何辨別負面樣本，而無法準確地了解實際觀察資料集的特性。為了使負面樣本維持在較真實的狀態，IP Insights 不但會隨機產生 IP 地址，同時也會從訓練資料中隨機挑選 IP 地址，來產生負面樣本。您可以使用 `random_negative_sampling_rate` 和 `shuffled_negative_sampling_rate` 超參數，設定負面抽樣的類型，以及產生任一種負面樣本的比例。

指定第 n 個 (實體、IP 地址配對)，IP Insights 模型會輸出一個*分數* (Sn)，指出實體和 IP 地址的相容程度為何。相較於來自負面分布，此分數會對應到來自真實分布配對指定 (實體、IP 地址) 的對數機率比 (log odds ratio)。其定義如下：

![\[包含分數方程式及對數機率比的影像。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_tw/sagemaker/latest/dg/images/ip-insight-image-log-odds.png)


該分數基本上是測量第 n 個實體及 IP 地址向量表示之間相似度的指標。它可以解譯為相較於隨機產生的資料集，在現實中更可能會觀察到此事件的機率。在訓練期間，演算法會使用分數來計算來自真實分布 (pn) 樣本的機率估計，以在最小化交叉熵的過程中使用，其中：

![\[顯示來自真實分布樣本機率方程式的影像。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_tw/sagemaker/latest/dg/images/ip-insight-image-sample-probability.png)