Karar Agaci (DT).py

import pandas as pd
import numpy as np
import time
from sklearn.metrics import accuracy_score
from sklearn.metrics import confusion_matrix
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
from sklearn.decomposition import PCA
from sklearn.model_selection import cross_val_score
from sklearn import tree
import psutil
import os


print("Karar Ağacı")
# Train ve Test Verisetlerini Oku
train = pd.read_csv('/content/drive/My Drive/Colab Notebooks/Derin öğrenme ile Ağ Anomali Yönetimi Sistemi ve Karşılaştırmalı Analizi/Train_Verileri.csv', header=None)
test = pd.read_csv('/content/drive/My Drive/Colab Notebooks/Derin öğrenme ile Ağ Anomali Yönetimi Sistemi ve Karşılaştırmalı Analizi/Test_Verileri.csv', header=None)


# Baslıklar.csv dosyasından kolon adlarını oku ve train ve test veri setlerinde kolon başlığı olarak ata
columns = pd.read_csv('/content/drive/My Drive/Colab Notebooks/Derin öğrenme ile Ağ Anomali Yönetimi Sistemi ve Karşılaştırmalı Analizi/Basliklar.csv', header=None)
columns.columns = ['name', 'type']
train.columns = columns['name']
test.columns = columns['name']


# Saldiri tiplerini oku 
attackType = pd.read_csv('/content/drive/My Drive/Colab Notebooks/Derin öğrenme ile Ağ Anomali Yönetimi Sistemi ve Karşılaştırmalı Analizi/Saldiri_Tipleri.csv', header=None)
attackType.columns = ['Name', 'Type']
attackMap = {}



# (Sql join işlemine benzer) Mapping işlemi yap.
for i in range(len(attackType)):
    attackMap[attackType['Name'][i]] = attackType['Type'][i]
print("Mapping İşlemi Yapıldı")


#Saldırıların sayısını bul
attackTypeCount = len(attackType['Type'].drop_duplicates())
attackNames = attackType['Type'].drop_duplicates().values.tolist()
print(str(attackTypeCount) + ' Sadırı Tipi Vardır')
print('Saldırılar Şunlardır:')
print(attackNames)



# train ve test verilerinde label kolonu oluştur ve mapping işlemini bu kolona bağla yani sonuç kolonu (etiketleme kolonu)
train['label'] = train['attack_type'].map(attackMap)
test['label'] = test['attack_type'].map(attackMap)


# Test ve Train verilerindeki label kolonu etiket kolonumuz olduğundan farklı değişkenlerde tutalım
trainLabel = train['label']
testLabel = test['label']


# attack_type ve label kolonları sonuç kolonları olduğundan bunları verisetlerinden atalım
train.drop(['attack_type', 'label'], axis=1, inplace=True)
test.drop(['attack_type', 'label'], axis=1, inplace=True)


# LabelEncoder kullanarak nominal verileri nümerik değerlere çevir
for col in ['protocol_type', 'flag', 'service']:
    le = LabelEncoder()
    le.fit(train[col])
    train[col] = le.transform(train[col])
    le1 = LabelEncoder()
    le1.fit(test[col])
    test[col] = le1.transform(test[col])


# Stadart Scaler ile verileri 0-1 aralığına ölçekliyelim
scaler = MinMaxScaler()  
train = scaler.fit_transform(train)
test = scaler.fit_transform(test)      
total = np.concatenate([train, test] )



# PCA - Temel Bileşenler Analizi
pca = PCA(n_components=41, random_state=100)
pca.fit(total)
train = pca.transform(train)
test = pca.transform(test)
print("Kullanılan Özellik Sayısı : %d" % train.shape[1])




# K katlamalı çapraz doğrulama
startTime = time.clock()
DT1 = tree.DecisionTreeClassifier(random_state = 0)
score = cross_val_score(DT1, train, trainLabel, cv=5)
endTime = time.clock()
print("5-Katlamalı çapraz doğrulamanın gerçekleştirim zamanı : %f" % (endTime - startTime))
print("5-Katlamalı çapraz doğrulama sonuçları : ")
print(score)
print("5-Katlamalı çapraz doğrulamanın ortalaması: %% %.2f" % score.mean())



# Modelin eğitilmesi
startTime = time.clock()
DT2 = tree.DecisionTreeClassifier(random_state = 0)
DT2.fit(train, trainLabel)
endTime = time.clock()
print("Modelin eğitiminin gerçekleştirim süresi : %f" % (endTime - startTime))


# Modelin test edilmesi
startTime = time.clock()
pred = DT2.predict(test)
endTime = time.clock()
cpuUsage = psutil.cpu_percent()
pid = os.getpid()
py = psutil.Process(pid)
memoryUse = py.memory_info()[0] / 2. ** 30
print("Modelin testinin gerçekleştirim süresi : %f" % (endTime - startTime))
print("Kullanılan hafıza : %f GB  , Kullanılan işlemci : %f" % (memoryUse, cpuUsage))


#Karışıklık Matrisi
con_matrix = confusion_matrix(y_pred=pred, y_true=testLabel, labels=attackNames)
print("Karışıklık Matrisi : ")
print(con_matrix)


# Accuracy ve detection rate değerşerini hesapla
acc = accuracy_score(y_pred=pred, y_true=testLabel)
print("Test verisinin ACC değeri : %f" % acc)

sumDr = 0
for i in range(con_matrix.shape[0]):
    det_rate = 0
    for j in range(con_matrix.shape[1]):
        if i != j :
            det_rate += con_matrix[i][j]
    if con_matrix[i][i] != 0 or (det_rate + con_matrix[i][i])  != 0:
        det_rate =100* con_matrix[i][i]/(det_rate + con_matrix[i][i])
        sumDr += det_rate

DR = sumDr/attackTypeCount
print("Test verisinin Detection Rate değeri % " + str(DR))