Thèse soutenue

Modélisation robuste du délai Internet et schémas de mesure intelligents pour l'automatisation des réseaux overlay
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Auteur / Autrice : Maxime Mouchet
Direction : Sandrine Vaton
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 27/11/2020
Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lab-STICC_IMTA_CID_TOMS - Département Informatique - Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance
Jury : Président / Présidente : Cristel Pelsser
Examinateurs / Examinatrices : Hind Castel, Kavé Salamatian, Emmanuel Hyon, Jean-Louis Rougier, Thierry Chonavel
Rapporteurs / Rapporteuses : Hind Castel, Kavé Salamatian

Résumé

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La mesure de la performance des réseaux informatiques est un élément crucial pour l’administration, la sécurisation et l’optimisation des réseaux. Des changements inattendus de la performance peuvent indiquer des incidents matériels, ou des attaques informatiques. De plus, une bonne connaissance de la performance des différents éléments du réseau permet de choisir intelligemment le chemin entre deux hôtes afin d’optimiser la performance de bout en bout. Dans cette thèse nous considérons la mesure du délai aller-retour sur Internet. Nous proposons d’abord un modèle statistique pour le délai sur Internet, basé sur les modèles de Markov cachés infinis, qui permet d’identifier les changements significatifs de délai et de prédire ses valeurs futures. Ce modèle est testé sur plusieurs dizaines de milliers de séries temporelles provenant de l’infrastructure de mesure d’Internet RIPE Atlas, et sur un jeu de données labellisé d’instants de changements. Nous montrons que ce modèle permet de détecter des incidents sur des infrastructures centrales d’Internet, tels que les points d’échanges. De plus, le modèle est déployé au sein de l’infrastructure de mesure RIPE Atlas, où une API HTTP publique permet la segmentation à la demande de séries de mesures de délai. Notre seconde contribution est la conception d’un schéma de mesure intelligent pour la mesure du délai dans les réseaux overlays. Les réseaux overlays sont un type particulier de réseau où les nœuds établissent des liens virtuels entre eux, dans une topologie de graphe complet. Chaque nœud peut relayer les paquets d’un autre nœud, permettant ainsi d’influencer le chemin physique emprunté par les paquets. L’objectif est alors de choisir à tout instant le chemin virtuel (suite de nœuds relais) qui permet de minimiser une certaine métrique (par exemple, le délai aller-retour). Nous proposons une méthode qui permet d’atteindre cet objectif sans avoir besoin de mesurer en permanence la performance entre chacun des liens virtuels. Notre méthode exploite les modèles de Markov cachés infinis et les processus de décision Markoviens afin de fournir une politique de mesure qui effectue le compromis optimal entre nombre de mesures et performance du routage. Nous montrons sur une topologie de 30 nœuds que notre méthode permet d’obtenir un routage quasi optimal en ne mesurant que 10% du temps. Finalement, nous proposons des heuristiques permettant d’obtenir des politiques de mesures parcimonieuses en un temps raisonnable.