Solutions efficaces pour la métrologie de l'Internet - Archive ouverte HAL Access content directly
Habilitation À Diriger Des Recherches Year : 2009

Solutions efficaces pour la métrologie de l'Internet

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Chadi Barakat

Abstract

In this thesis we present a set of solutions for a better monitoring of the Internet. This is an interesting area of research evolving quickly to cope with the increase in the size and heterogeneity of the Internet and to fill the gap caused by the absence of global and standard monitoring infrastructure for the Internet. Our main objective during this research is the design and validation of efficient monitoring solutions that are able to scale and to reduce the load on the network without compromising the usefulness and quality of the results. We work in two directions. In one direction we address the passive monitoring approach and we propose a framework for choosing the routers that should contribute to some monitoring task and the amount of traffic to be collected by each router. This is done by writing the passive monitoring problem as an optimization problem and controlling the participation of routers by the means of spatial and temporal traffic sampling. Unfortunately traffic sampling cannot be done without a negative impact on the quality of measurements. This impact is to be evaluated and an optimized inversion method is to be defined for each metric one wants to consider. With the help of two concrete examples, we evaluate the impact of traffic sampling and illustrate how the inversion of the sampled information is to be done. One example is the detection and raking of the largest flows in a traffic, and the second example is the counting and tracking in time of the size of a large and changing population. In parallel, we work on the active approach and we present a protocol solution called TICP for regulating the rate of probes to be injected in the network and for controlling the reliability of the monitoring. TICP can be seen as a solution to multiplex the many TCP connections one needs to use for a network wide active monitoring in one connection. All our solutions during this thesis are supported by analytical models and validated on real traffic traces. The thesis provides an overview and a discussion of the state of the art and perspectives on our future research.
Cette thèse présente un ensemble de solutions pour une métrologie efficace de l'Internet. La métrologie de l'Internet est un domaine en pleine évolution étant donnée la croissance exponentielle du réseau en termes de machines, réseaux, et applications, couplée à l'absence de solutions standard pouvant répondre à tous les besoins des utilisateurs et des opérateurs. Notre objectif le long de cette recherche a été le développement des solutions qui passent à l'échelle et qui réduisent la charge sur le réseau sans pour autant compromettre la précision des résultats obtenus. Nous avons agi pour cela sur deux fronts. Sur le front des mesures passives, nous avons proposé une solution pour la capture du trafic à travers un réseau d'opérateur. Au lieu de collecter tout le trafic et de l'analyser ultérieurement, notre solution permet aux opérateurs de définir une tâche de mesure et de programmer les routeurs de telle sorte que chacun d'eux collecte la quantité de trafic nécessaire sans que le volume total du trafic collecté dépasse un certain seuil. Cette réduction du volume du trafic collecté s'effectue par le biais de l'échantillonnage spatiale et temporelle. L'échantillonnage a un impact négatif sur la précision de la mesure, un impact qui peut être réduit par des techniques de filtrage et des solutions protocolaires. Nous avons illustré ceci sur deux exemples concrets, le premier celui de la détection des gros flots utilisateurs et le deuxième celui de la métrologie des grandes populations variant au cours du temps. Pour les deux exemples nous avons mené une étude pour évaluer l'impact de l'échantillonnage suivi par des solutions réduisant l'erreur lors de l'inversion des informations échantillonnées. Ensuite nous avons abordé l'approche active dans la métrologie et avons présenté une solution appelée TICP qui permet de contrôler le débit des paquets sondes à injecter dans le réseau et d'assurer la fiabilité quand il s'agit d'une application sondant un grand nombre de machines distribuées à travers le réseau. TICP peut être vu comme un multiplexage d'un grand de connexions TCP partant d'une même machine et destinées à des machines différentes en une seule connexion. Toutes nos solutions ont été validées par des simulations et des traces réelles.
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Dates and versions

tel-00408745 , version 1 (03-08-2009)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00408745 , version 1

Cite

Chadi Barakat. Solutions efficaces pour la métrologie de l'Internet. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université de Nice Sophia Antipolis, 2009. ⟨tel-00408745⟩

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