Made available in DSpace on 2013-08-07T18:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000390448-Texto+Completo-0.pdf: 3825423 bytes, checksum: a1aa91f7d0cc0340b01a36c9bad7d632 (MD5) Previous issue date: 2007 / The tendency of IP based convergent networks technology makes necessary the quality of service maintenance, controlled management and offer of different services availability. In this way, the importance of performance indicators (KPI – Key Performance Indicators) acquirement that allows network planning and management grows, leading several alternatives research. In order to obtain the performance indicators from the network, different institutions established standardization systems. Among them, Internet Engineering Task Force (IETF) formed specific task work groups and the information flow export specification was under IP Flow Information Transport (IPFIX) responsibility. This kind of information has been used in an expressive number of application including traffic engineering tasks, network planning, service management and attack detection. Following the IPFIX recommendations, present work focuses in a development of a system to acquire, store, export and analyze flow statistics. Therefore, each one of flow information transport elements are implemented and evaluated as well as a Traffic Matrix application. The prototype was evaluated in a real and controlled environment to verify stability and accuracy. Based on obtained results, an adaptation was accomplished in order to improve the performance of system in applications that need a historical base of measurements. / A tendência no uso de redes convergentes baseadas na tecnologia IP leva a uma necessidade cada vez maior de se manter a qualidade, a gerência controlada e a disponibilidade dos diferentes serviços oferecidos. Nesse contexto, a obtenção de indicadores de desempenho (KPI) que permitam o gerenciamento e planejamento da rede cresce em importância, fazendo com que diversas alternativas com esse objetivo sejam pesquisadas. Conseqüentemente surgem, por parte de diferentes órgãos normativos, iniciativas buscando a padronização de sistemas capazes de extrair esses indicadores da rede. Entre esses órgãos, o Internet Engineering Task Force (IETF) buscou formar diversos grupos de trabalho com objetivos bastante específicos dentro desse contexto, sendo que a especificação da exportação das informações de fluxo ficou a cargo do IP Flow Information Transport (IPFIX). Estas informações vêm sendo largamente utilizadas em um grande número de aplicações, incluindo sistemas de engenharia de tráfego, planejamento de redes, gerência de serviços e detecção de ataques. Seguindo as recomendações do IPFIX, o presente trabalho foca no desenvolvimento de um sistema para aquisição, exportação e análise de informações de fluxo. Para tanto, são implementados e avaliados cada um dos elementos responsáveis pelo transporte das informações de fluxo, bem como uma aplicação case de geração de matriz de tráfego. A avaliação do protótipo implementado foi realizada em um ambiente real e controlado, visando verificar a sua estabilidade e precisão. A partir dos resultados obtidos, foi realizada uma adaptação ao sistema, melhorando assim o seu desempenho em aplicações que necessitam de uma base histórica de medições.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000390449-Texto+Completo-0.pdf: 7070244 bytes, checksum: fa979a4a20b6fb9a1ccf51123f365102 (MD5) Previous issue date: 2007 / Adaptive stratified random packet sampling technique to identify large flows (“Elephant” flows) in the context of the convergent communication networks based on the IP model was implemented, evaluated and the obtained results compared with the results collected from traditional per-flow measurement system. The correlations and divergences diagnosis of the inferred information about precision, reliability and occurrence of false positive and false negative, also, was made. It was shown that the adaptive stratified random sampling requests the use of mechanisms specifically developed and it should be used with base in a previous knowledge of the usual network behavior. It was verified that, using the adaptive stratified random sampling technique, the percentile error for "elephant" flows was less than 3% in the estimation of packages and volume of bytes account; that the time model AR(1) for five past values makes the sampling technique truly adaptive and, for bursty traffic conditions, the time model AR(1) for three past values presents a larger convergence than the model AIR (1) for five or seven past values. This work also shows a bibliography review of the main aspects related to network management, converging to the state of art related to the application of the sampling packets technique. Additionally, the used sampling technique is presented and results achieved are discussed. / Técnica de amostragem aleatória estratificada adaptativa aplicada à identificação de grandes fluxos (fluxos “Elefante”), no contexto das redes de comunicação convergentes baseadas no modelo IP foi implementada, avaliada e os resultados obtidos confrontados com os obtidos em um sistema tradicional de medição de fluxos. Foi, ainda, efetuado o diagnóstico das correlações e divergências das informações inferidas com respeito à precisão, confiabilidade e ocorrência de falsos positivos e falsos negativos. Mostrou-se que a técnica de amostragem aleatória estratificada adaptativa requer o uso de mecanismos especificamente desenvolvidos para a sua utilização e deve ser empregada com base em um conhecimento prévio do comportamento usual da rede. Verificou-se que o erro percentual, no uso da técnica de amostragem aleatória estratificada adaptativa, para fluxos considerados “elefante”, não ultrapassa 3% nas estimativas de contabilização de pacotes e volume de bytes; que o modelo temporal AR(1) para cinco valores passados faz com que o ajuste da taxa de amostragem seja efetivamente adaptativo e que, para condições de tráfego com oscilações drásticas, o modelo temporal AR(1) com três valores passados apresenta uma convergência maior que o modelo AR(1) para cinco e sete valores passados. É, ainda, apresentada uma revisão bibliográfica abrangendo os principais aspectos relacionados ao gerenciamento de redes, convergindo ao estado da arte relacionado à aplicação da amostragem de pacotes. Adicionalmente, é apresentado o delineamento da técnica de amostragem abordada no estudo, sua implementação e as principais discussões acerca dos resultados obtidos.

A transmissão de dados sem fio se faz presente no cotidiano de nossas vidas. Uma das tecnologias que mais se desenvolveu no início do século XXI é a rede sem fio e essa evolução levou a tecnologia a se difundir na indústria de processos. Em virtude disso, este trabalho tem como objetivo estudar a transmissão de sinais das redes de instrumentos sem fio na indústria de processos, suas topologias e suas características. Para categorizar esta tecnologia no tempo, foi realizado um histórico das transmissões de sinais de campo, desde a transmissão pneumática até as atuais transmissões digitais fiadas. Também foi estudada a evolução dos sensores, que pode ser considerada um dos fatores que possibilitaram a transmissão sem fio. Foi apresentado os conceitos da nova tecnologia como espalhamento espectral, antenas, arquiteturas da rede e as atuais tecnologias WirelessHART e ISA100.11a, para que fosse possível entender os requisitos necessários para o projeto de uma rede de instrumentos sem fio. Baseadas no conceito ISO-OSI das redes convencionais, as redes de instrumentos sem fio possui cinco pilares (confiabilidade, tempo de latência, taxa de transferência, segurança e energia) que devem ser projetados em uma relação de compromisso, garantindo assim uma configuração de ótimo desempenho. Por fim, foi exemplificada a utilização dessa tecnologia através de implantações em algumas unidades de uma usina sucroalcooeira. / The wireless data transmissions are part of our daily lives. The wireless network is the technology that has been most developed in the beginning of the 21st century and this evolution allowed the industry to start considering the wireless technology as a viable option to its reality. Due to that, the aim of this paperwork is to study the wireless instrument network transmission in the process industries, its topologies and its characteristics. In order to categorize this technology over time, a history of signal field transmission was made, since the pneumatic transmission to the digital wired transmission. The sensors evolution was also studied and this can be considered one of the wireless transmission main vectors. It was introduced the concepts of this new technology as spread spectrum, antennas, network architectures and the WirelessHART and ISA100.11a technologies, as a preparation to understand the requirements for the design of a wireless instruments network. Based on the regular network ISO-OSI structure, the wireless instrument network has five columns (trustability, latency time, throughput, security and energy) that have to be designed in a commitment relation, ensuring an optimal performance configuration. In the end, it was exemplified the use of the technology through the implementation of some units in the sugarcane industry.

Esta tese propõe um algoritmo denominado ADAP_RSSF para manutenção de topologia de Redes de Sensores Sem Fio para Aplicações com Modelo de Entrega de Dados Híbrida, com o objetivo de garantir que eventos como falhas e inserção de novos nós não interfiram no funcionamento da rede. O algoritmo proposto utiliza uma Tabela de Decisão Adaptativa com algumas modificações, para realizar a reconstrução da topologia sempre que necessário. Além disso, é apresentada a formalização de grafos dinâmicos, baseada na definição de Dispositivos Adaptativos; eles são utilizados para mostrar graficamente as diversas mudanças que podem ocorrer na topologia da rede. A utilização de Tecnologia Adaptativa é importante para garantir que mudanças e eventos não previstos possam ser incorporados de maneira automática, sem que haja necessidade de interação com o usuário após a configuração inicial da tabela, pois nem sempre isto é possível em uma Rede de Sensores Sem Fio. Dessa forma, sempre que um ou mais eventos que possam causar mudanças na rede são detectados, é realizada uma busca na Tabela de Decisão Adaptativa e, caso não exista nenhuma regra que trate aquele evento específico, uma nova regra é criada usando a camada adaptativa da tabela. A solução proposta nesta tese mostra uma possibilidade de aplicação da Tecnologia Adaptativa em Redes de Sensores Sem Fio. Uma outra contribuição deste trabalho é a possibilidade de modificação no comportamento do algoritmo de forma que não somente os eventos e regras pré-estabelecidos sejam considerados na manutenção da topologia, de tal forma que a incorporação de novas informações sobre mudanças na topologia e funcionamento da rede seja possível sempre que necessário. Por fim, são apresentados o funcionamento do algoritmo, uma breve análise baseada em hop counts e considerações sobre uma possível simulação. Esta análise mostrou que o algoritmo apresenta um hop count inferior ou igual a algoritmos como o REMUDA e MULTI. / An algorithm named ADAP_RSSF is proposed to solve Wireless Sensor Network for Applications with Hybrid Data Delivery Model topology maintenance problems, guaranteeing that network operation will not be interfered by node faults or insertion of new nodes. The proposed algorithm uses a modified Adaptive Decision Table to rebuild network topology as needed. Besides, based on adaptive device definition, the description of dynamic graphs is also presented to use these devices to graphically represent a Wireless Sensor Network topology. The use of Adaptive Technology is important to guarantee that unforeseeable changes and events may be incorporated with no user interaction. Thus, every time an event that may change network topology is detected, a search on the Adaptive Table is executed and, if no results are found, the adaptive layer accounts for a new rule creation. The solution described here shows the applicability of Adaptive Technology in Wireless Sensor Networks. Another contribution is the algorithm behavior modification in such a way that not only are previous events and rules used in topology rebuilding, but new rules and criteria may be incorporated as needed. The algorithm operation, a brief analysis based on hop count and a possible simulation considerations are also presented. This analysis showed that the proposed algorithm presents a hop count less or equal other algorithms, such as, REMUDA and MULTI.

The success of a virtual community is in general measured as the participation of members to accomplish online tasks. Unperformed or badly performed tasks in virtual communities can result in undesirable effects to their continuity while well performed tasks can be understood as achievement of the communities'; goals. Online incentive mechanisms constitute a strategy to stimulate members to participate and perform tasks satisfactorily; however the design of incentive mechanisms is a challenge due to heterogeneity of communities'; contexts and members'; expectations. A process to design incentive mechanisms is proposed to support virtual community designers. The expected result of the process is the proposal of online incentive mechanisms that aim at improving the level of members'; participation in online tasks. The process encompasses studies from humanistic and technical areas, which guide designers to reason about the characteristics of the community as a whole, to identify and analyze the attributes of members involved in online tasks as well as their motivations to participate. In this way, the process provides both a deep foundation and a structured systematization to the design of online incentive mechanisms. Two experiments were conducted to evaluate the performance of the proposed process, reasoning about the perspectives of effectiveness, efficiency and designers'; satisfaction. The process was found to be effective and efficient because designers supported by the process were able to define incentives with higher quality and less rework. Designers who used the process were also satisfied with the design quality and gain of design expertise.

A Internet consolidou as redes IP como uma infra-estrutura de transporte de dados barata e versátil, fato que justifica o crescente interesse nela como infraestrutura de transporte para outros serviços, como telefonia e TV. Esta convergência de serviços tem base no amadurecimento das tecnologias de redes de transmissão de dados, que proporcionou o aumento da velocidade de conexão residencial, tornando cada vez mais viável o uso de aplicações multimídia, inclusive em tempo real. Desta demanda de serviços convergentes, nasceu a digitalização da TV e, posteriormente, a possibilidade de transmissão pelas redes IP, conhecida como IPTV. Este trabalho analisa o cenário atual de IPTV para distribuição de conteúdo multimídia em redes de acesso privadas. Parte-se da necessidade de mecanismos de segurança para distribuição e controle do consumo das mídias digitais no sistema. O trabalho analisa, portanto, mecanismos para descrição inequívoca dos direitos que os usuários têm sobre o conteúdo adquirido, bem como a utilização de tecnologias para a transmissão do conteúdo de forma segura. O trabalho visa contribuir para a comunidade científica a partir da utilização de padrões abertos na especificação de um elemento de distribuição de vídeo em uma plataforma IPTV. Este elemento se baseia em políticas de uso da linguagem de expressão de direitos do MPEG-21 para reforçar os direitos de autoria e distribuição do conteúdo durante seu manuseio em toda a cadeia de negócios. / Internet consolidated IP networks as a versatile and accessible data transport infrastructure, thus justifying the growing interest on it as a transport network for several services, such as telephony and TV. The convergence leverages on the maturity of network technologies, responsible for the increasing availability of bandwidth for residential access, making the use of multimedia applications, including interactive ones, possible. From the demand for convergence, Digital TV has born, and later on, its transmission through IP networks, know as IPTV. This work analyzes current IPTV scenario for multimedia content distribution in the scope of private networks. It is based on the need for security mechanisms for digital content delivering and control of consumption in the system. Therefore it analyzes mechanisms for rights description, as well as security transmission of content. This work\'s contribution stems from the reutilization of open standards in the specification of a distribution broker in the IPTV environment. Such broker is based on the MPEG-21 digital rights description to enforce copyright of digital content during handling in the entire value chain.

A Internet consolidou as redes IP como uma infra-estrutura de transporte de dados barata e versátil, fato que justifica o crescente interesse nela como infraestrutura de transporte para outros serviços, como telefonia e TV. Esta convergência de serviços tem base no amadurecimento das tecnologias de redes de transmissão de dados, que proporcionou o aumento da velocidade de conexão residencial, tornando cada vez mais viável o uso de aplicações multimídia, inclusive em tempo real. Desta demanda de serviços convergentes, nasceu a digitalização da TV e, posteriormente, a possibilidade de transmissão pelas redes IP, conhecida como IPTV. Este trabalho analisa o cenário atual de IPTV para distribuição de conteúdo multimídia em redes de acesso privadas. Parte-se da necessidade de mecanismos de segurança para distribuição e controle do consumo das mídias digitais no sistema. O trabalho analisa, portanto, mecanismos para descrição inequívoca dos direitos que os usuários têm sobre o conteúdo adquirido, bem como a utilização de tecnologias para a transmissão do conteúdo de forma segura. O trabalho visa contribuir para a comunidade científica a partir da utilização de padrões abertos na especificação de um elemento de distribuição de vídeo em uma plataforma IPTV. Este elemento se baseia em políticas de uso da linguagem de expressão de direitos do MPEG-21 para reforçar os direitos de autoria e distribuição do conteúdo durante seu manuseio em toda a cadeia de negócios. / Internet consolidated IP networks as a versatile and accessible data transport infrastructure, thus justifying the growing interest on it as a transport network for several services, such as telephony and TV. The convergence leverages on the maturity of network technologies, responsible for the increasing availability of bandwidth for residential access, making the use of multimedia applications, including interactive ones, possible. From the demand for convergence, Digital TV has born, and later on, its transmission through IP networks, know as IPTV. This work analyzes current IPTV scenario for multimedia content distribution in the scope of private networks. It is based on the need for security mechanisms for digital content delivering and control of consumption in the system. Therefore it analyzes mechanisms for rights description, as well as security transmission of content. This work\'s contribution stems from the reutilization of open standards in the specification of a distribution broker in the IPTV environment. Such broker is based on the MPEG-21 digital rights description to enforce copyright of digital content during handling in the entire value chain.

Esta tese propõe um algoritmo denominado ADAP_RSSF para manutenção de topologia de Redes de Sensores Sem Fio para Aplicações com Modelo de Entrega de Dados Híbrida, com o objetivo de garantir que eventos como falhas e inserção de novos nós não interfiram no funcionamento da rede. O algoritmo proposto utiliza uma Tabela de Decisão Adaptativa com algumas modificações, para realizar a reconstrução da topologia sempre que necessário. Além disso, é apresentada a formalização de grafos dinâmicos, baseada na definição de Dispositivos Adaptativos; eles são utilizados para mostrar graficamente as diversas mudanças que podem ocorrer na topologia da rede. A utilização de Tecnologia Adaptativa é importante para garantir que mudanças e eventos não previstos possam ser incorporados de maneira automática, sem que haja necessidade de interação com o usuário após a configuração inicial da tabela, pois nem sempre isto é possível em uma Rede de Sensores Sem Fio. Dessa forma, sempre que um ou mais eventos que possam causar mudanças na rede são detectados, é realizada uma busca na Tabela de Decisão Adaptativa e, caso não exista nenhuma regra que trate aquele evento específico, uma nova regra é criada usando a camada adaptativa da tabela. A solução proposta nesta tese mostra uma possibilidade de aplicação da Tecnologia Adaptativa em Redes de Sensores Sem Fio. Uma outra contribuição deste trabalho é a possibilidade de modificação no comportamento do algoritmo de forma que não somente os eventos e regras pré-estabelecidos sejam considerados na manutenção da topologia, de tal forma que a incorporação de novas informações sobre mudanças na topologia e funcionamento da rede seja possível sempre que necessário. Por fim, são apresentados o funcionamento do algoritmo, uma breve análise baseada em hop counts e considerações sobre uma possível simulação. Esta análise mostrou que o algoritmo apresenta um hop count inferior ou igual a algoritmos como o REMUDA e MULTI. / An algorithm named ADAP_RSSF is proposed to solve Wireless Sensor Network for Applications with Hybrid Data Delivery Model topology maintenance problems, guaranteeing that network operation will not be interfered by node faults or insertion of new nodes. The proposed algorithm uses a modified Adaptive Decision Table to rebuild network topology as needed. Besides, based on adaptive device definition, the description of dynamic graphs is also presented to use these devices to graphically represent a Wireless Sensor Network topology. The use of Adaptive Technology is important to guarantee that unforeseeable changes and events may be incorporated with no user interaction. Thus, every time an event that may change network topology is detected, a search on the Adaptive Table is executed and, if no results are found, the adaptive layer accounts for a new rule creation. The solution described here shows the applicability of Adaptive Technology in Wireless Sensor Networks. Another contribution is the algorithm behavior modification in such a way that not only are previous events and rules used in topology rebuilding, but new rules and criteria may be incorporated as needed. The algorithm operation, a brief analysis based on hop count and a possible simulation considerations are also presented. This analysis showed that the proposed algorithm presents a hop count less or equal other algorithms, such as, REMUDA and MULTI.

Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto Superior de Engenharia. Instituto Politécnico do Porto.. 2008

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009