Contrôle de congestion et gestion du trafic à partir de mesures pour loptimisation de la QdS dans linternetReportar como inadecuado




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1 LAAS - Laboratoire d-analyse et d-architecture des systèmes Toulouse

Abstract : Internet measurement has only been used for research, engineering and design of Internet networks since few years since the beginning of years 2000, but it is more and more popular and spreads rapidly. It deals with studying, characterizing, analyzing and modeling tra c on the di erent Internet links in order to understand network behaviors when facing tra cs which are largely unknown at this time. In particular, guarantying QoS Quality of Service for the Internet is currently one of the most challenging issues. Internet tra c monitoring and analysis show that current transport mechanisms TCP introduce Long Range Dependence LRD properties which induce very high tra c variability and force to largely over-provision communication resources 20. This thesis aims at designing new communication protocols and architectures able to reduce the tra c LRD in order to optimize the use of communication resources. Then, new protocol and architectural mechanisms could be perfectly suited to users- needs and tra c constraints Lar03a. Finally, this is the research and network engineering process which will be modi ed by integrating a new initial monitoring stage for collecting data and some knowledge on existing networks and tra c ; it will help, in a second time, to design and deploy new optimized networks. Thus, this PhD work deals with a new approach for the Internet, aiming at improving tra c management, QoS and more generally network services. This approach, called Measurement Based Networking MBN, is built on the use of active and passive monitoring techniques to evaluate in real time di erent network parameters and analyze its tra c in order to react very quickly and accurately to speci c events arising in the network for instance, congestion events. We will illustrate, in particular, the MBN approach by designing a new measurement based congestion control mechanism MBCC which will be evaluated thanks to NS-2 simulations Lar05c.We will show, in particular, how this new mechanism can improve tra c characteristics as well as Internet QoS, despite the complexity and variability of current Internet tra cs. Finally, in the last part of this PhD work, we will present how the MBN approach and MBCC can guaranty a robust QoS, i.e. are able to provide the requested QoS in all circumstances, including in the presence of Denial of Service DoS attacks Owe04f. Indeed, we will use the MBA architecture, based on real time tra c measurements, to adapt to normal or abnormal disruptions which arise in the network. In particular, we will demonstrate that the MBCC congestion mechanism, designed for generating regular and optimized tra c, makes the Internet more robust than TCP when facing DoS attacks.

Résumé : La métrologie n-est appliquée dans la recherche, l-ingénierie et la conception des réseaux Internet que depuis peu de temps le début des années 2000, mais cette approche est de plus en plus populaire et devrait tendre à se généraliser. Ses principes consistent à étudier, caractériser, analyser et modéliser le tra c existant sur les liens de l-Internet, a n de comprendre les principes qui régissent le comportement du réseau par rapport à un tra c qui s-avère méconnu. En particulier, garantir la qualité de service QdS dans l-Internet est un problème essentiel aujourd-hui. La métrologie du tra c Internet, et notamment son analyse montre que les mécanismes de transport actuels TCP introduisent des propriétés de LRD Long Range Dependence qui se traduisent par une grande variabilité du tra c et obligent à surdimensionner les ressources de communication 20. L-objectif de cette thèse est de trouver des protocoles de transport qui réduisent cette LRD a n d-optimiser l-utilisation des ressources de communication. Ainsi, les nouveaux mécanismes protocolaires et architecturaux de l-Internet pourront être parfaitement adaptés aux besoins des utilisateurs et aux contraintes du tra c Lar03a. Finalement, c-est le processus de recherche et d-ingénierie des réseaux qui sera modi é en lui ajoutant une phase métrologique en amont permettant de collecter des données et des connaissances sur l-existant, qui permettront ensuite de concevoir et mettre en ÷uvre de nouveaux réseaux optimisés. Ainsi, ce travail de thèse présente une nouvelle approche pour l-Internet, dont l-objectif est d-améliorer la gestion du tra c, la QdS et plus généralement, les services réseaux. Cette approche, appelée MBN Measurement Based Networking, repose principalement sur l-utilisation de techniques de métrologie actives et passives qui permettent de mesurer en temps réel di érents paramètres du réseau et de son tra c pour ainsi réagir très rapidement et très précisément à des évènements spéci ques se produisant dans le réseau apparition de congestion par exemple. Nous illustrerons en particulier l-approche MBN au travers du développement d-un mécanisme de contrôle de congestion orienté mesures intitulé MBCC Measurement Based Congestion Control et nous l-évaluerons au travers de simulations NS-2 Lar05c. Nous montrerons, en particulier, comment ce nouveau mécanisme permet d-améliorer les caractéristiques du tra c ainsi que la QdS dans l-Internet, malgré la complexité et la variabilité du tra c actuel. En n, dans la dernière partie de ce travail de thèse nous présenterons comment l-approche MBN et le mécanisme MBCC, en particulier, peuvent garantir une QdS robuste, i.e. capable de fournir la QdS demandée en toutes circonstances, notamment en présence d-attaques de DdS Déni de Service Owe04f. En e et, nous utiliserons l-architecture MBA Measurement Based Architecture basée sur des mesures du tra c en temps réel pour s-adapter aux ruptures légitimes ou illégitimes du tra c s-y produisant en continu. En particulier, nous démontrerons que le mécanisme de congestion MBCC associé à MBA, conçu pour générer des tra cs réguliers et optimaux, rend l-Internet plus robuste que TCP face aux attaques de DdS.

en fr

Keywords : Internet measurement Next generation Internet Quality of service Network robustness Transport protocol and services Congestion control

Mots-clés : Métrologie du trafic Internet Internet de nouvelle génération Qualité de service Robustesse réseau Protocole de transport multimédia Contrôle de congestion





Autor: Nicolas Larrieu -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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