Un content delivery network (CDN), ou réseau de diffusion de contenu, Sont considérés comme la solution potentielle pour délivrer le volume de contenu croissant. Bien que les solutions CDN soient progressivement intégrées à l'infrastructure réseau, elles montrent toujours des limites technologiques pour faire face au nombre croissant d'applications exigeantes et gourmande en bande passante. Dans cette thèse, la principale cible de nos contributions est le routage des requêtes, qui est un mécanisme de livraison de contenu qui a un impact clé sur l'échelle et la performance du CDN, ainsi que sur la qualité de l'expérience perçue par l'utilisateur.Nous présentons tout d'abord un schéma flexible et un algorithme d'optimisation, basé sur la théorie de Lyapunov, pour le routage des requêtes dans les CDN. Notre approche en ligne fournit une qualité de service stable aux clients, tout en améliorant les délais de livraison de contenu. Elle réduit également les coûts de transport des données pour les opérateurs et surpasse les techniques existantes en termes de gestion du trafic de pointe.Deuxièmement, pour surmonter les limites du mécanisme de redirection utilisé dans les solutions de routage de demandes, nous introduisons une nouvelle approche de diffusion de contenu intégrant des principes de réseau centré sur l'information ou Information-centric networking (ICN) sans nécessiter de changement dans le réseau sous-jacent. Cette solution améliore les performances de diffusion de contenu et permet la mise en œuvre de stratégies de routage de demandes rentables. / Today, many devices are capable to capture full HD videos and use their network connections to access the Internet. The popularization of these devices and continuous efforts to increase network quality has brought a proper environment for the rise of live streaming. Associated with the large scale of Users Generated Content (UGC), live streaming presents new challenges. Content Delivery Networks (CDN)are considered as the potential solution to deliver this rising content volume. Although CDN solutions are progressively integrated with the network infrastructure, they still show technological limitations in dealing with the increasing amount of bandwidth-hungry and demanding applications. In this thesis, the main target of our contributions is request routing, which is a content delivery mechanism that has a key impact on scale and performance of the CDN, as well as on the perceived Quality of Experience (QoE). First, we present a flexible scheme and an optimization algorithm, based on Lyapunov theory, for request routing in CDNs. Our online approach provides a stable quality of service to clients, while improving content delivery delays. It also reduces data transport costs for operators and outperforms existing techniques in terms of peak traffic management.Second, to overcome the limitations of the redirection mechanism used in current request routing solutions, we introduce a new approach to content delivery incorporating Information-Centric Networking (ICN) principles without requiring any change in the underlying network. This solution improves content delivery performance and enables the implementation of cost efficient request routing strategies.

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Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-10-03T13:27:33Z No. of bitstreams: 1 DissRSSmg.pdf: 2035358 bytes, checksum: 76edc68719ac3e1e9c8c6f0639d58365 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T17:31:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRSSmg.pdf: 2035358 bytes, checksum: 76edc68719ac3e1e9c8c6f0639d58365 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T17:31:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRSSmg.pdf: 2035358 bytes, checksum: 76edc68719ac3e1e9c8c6f0639d58365 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T17:31:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRSSmg.pdf: 2035358 bytes, checksum: 76edc68719ac3e1e9c8c6f0639d58365 (MD5) Previous issue date: 2016-03-08 / Não recebi financiamento / The current use of the Internet differs greatly in relation to its initial design. Internet users are becoming interested in accessing and sharing content regardless of their physical location. For future Internet, information-centric networking is considered a potential solution to many of its current problems. Information-centric networking treats content as the main element in the architecture rather than the host location. Information-centric networking is intended in becoming Internet most efficient and safe, however, as it is still under development, it leaves open the solution to many privacy issues. The privacy concept may cover many different aspects and must be respected by applications. In this work the privacy is considered as the right of the user to control who can access your data. Thus, this work aims to propose a mechanism for applications in Information-centric networking that allow a publisher user to define which users can access their content. To ensure the content confidentiality and hence the user's privacy publisher, the proposed mechanism uses an attribute-based encryption technique, called CP-ABE, which allows the use of access policies that are defined and stored in the content. To enable the immediate revocation of privileges, it is inserted a proxy server that operates in the decryption process. As a proof of concept of the feasibility of the proposed mechanism, an application to share encrypted file was developed. The application adopts an access control policy that limits the decryption only by authorized users. This application was performed on a simulator of the Named-Data Networking architecture, called ndnSIM. Performance tests against major system functions have been performed in order to determine the feasibility and limitations of the mechanism. The tests analyzes the file size after encryption, processing time and RAM memory consumption. The tests concluded that the mechanism is viable in terms of performance. / A utilização atual da Internet difere muito em relação à sua concepção inicial. Em geral, os usuários a utilizam para acessar e compartilhar conteúdos e não se importam pela localidade física dos dados associados. As Redes Orientadas a Conteúdo surgem como uma proposta para modificar o modo de operação da arquitetura atual da Internet, onde o roteamento passa a ser baseado no conteúdo e não no endereçamento. As Redes Orientadas a Conteúdo buscam tornar a Internet mais eficiente e segura, mas por estarem ainda em desenvolvimento, deixam em aberto a solução para muitas questões de privacidade. O direito à privacidade dos usuários deve ser respeitado pelas aplicações e seu conceito pode abranger diferentes aspectos. Este trabalho considera a privacidade como o direito do usuário controlar quem poderá acessar seus dados. Deste modo, este trabalho tem como objetivo propor um mecanismo de garantia de privacidade para aplicações em Redes Orientadas a Conteúdo, com o intuito de permitir que um usuário publicador defina quais usuários poderão acessar seus conteúdos. Para garantir a confidencialidade destes conteúdos e, consequentemente, a privacidade do usuário publicador, o mecanismo proposto faz uso de uma técnica de criptografia baseada em atributos, chamada CP-ABE, que permite que sejam definidas políticas de acesso que são armazenadas no próprio conteúdo. Para viabilizar a revogação de privilégios imediata, é inserido um servidor Proxy que atua no processo de descriptografia. Como prova de conceito da viabilidade do mecanismo proposto, foi desenvolvida uma aplicação de troca de arquivos criptografados de acordo com o mecanismo, adotando uma política de acesso que limita a descriptografia somente a usuários autorizados. Esta aplicação foi executada em um simulador da arquitetura Named-Data Networking, chamado ndnSIM, visando a análise da viabilidade de sua implementação em termos de desempenho. Testes de desempenho em relação às principais funções do sistema foram realizados, com o intuito de determinar a viabilidade e limitações do mecanismo. Os testes analisaram o tamanho dos arquivos após a criptografia, o tempo de processamento e o consumo de memória RAM. Com os testes conclui-se que o mecanismo é viável em termos de desempenho.

De nos jours, Le nombre de dispositifs ne cesse d’augmenter ce qui induit une forte demande des applications en données multimédia. Cependant gérer des données massives générées et consommées par les utilisateurs mobiles dans une zone urbaine reste une problématique de taille pour les réseaux cellulaires existants qui sont à la fois limités en termes de cout et de bande passante mais aussi due à la nature de telles données centrées- connexion. D’autre part, l’avancée technologique en matière de véhicules autonomes permet de constituer une infrastructure prometteuse capable de prendre en charge le traitement, la sauvegarde, et la communication de ces données. En effet, Il est maintenant possible de recruter des véhicules intelligents pour des fins de collecte, de stockage, et de partage des données hétérogènes en provenance d’un réseau routier afin de répondre aux demandes des citoyens via des applications. Par conséquent, nous tirons profit de l'évolution récente en « information Centric Networking » ICN afin d'introduire deux nouvelles approches de collecte et de stockage de contenu par les véhicules, nommées respectivement VISIT et SAVING, plus efficaces et plus proches de l'utilisateur mobile en zone urbaine ainsi nous remédions aux problèmes liés à la bande passante et le coût. VISIT est une plate-forme qui définit de nouvelles mesures de centralité basées sur l'intérêt social des citoyens afin d’identifier et de sélectionner l'ensemble approprié des meilleurs véhicules candidats pour la collecte des données urbaines. SAVING est un système de stockage de données sociales, qui présente une solution de mise en cache des données d’une façon collaborative entre un ensemble de véhicules parmi d’autres désignés et recrutés selon une stratégie des théorie des jeux basée sur les réseaux complexes. Nous avons testé ces deux méthodes VISIT et SAVING sur des données simulées pour environ 2986 véhicules avec des traces de mobilité réalistes en zone urbaine, et les résultats ont prouvés que les deux méthodes permettent non seulement une collecte et un stockage efficaces mais aussi bien scalables / The growth in the number of mobile devices today result in an increasing demand for large amount of rich multimedia content to support numerous applications. It is however challenging for the current cellular networks to deal with such increasing demand, both in terms of cost and bandwidth for the ``massive'' content generated and consumed by mobile users in an urban environment due to its connection-centric nature. The technological advancement in modern vehicles allow us to harness their computing, caching and communication capabilities to supplement infrastructure network. It is now possible to recruit smart vehicles to collect, store and share heterogeneous data on urban streets in order to provide citizens with different services. Therefore, we leverage the recent shift towards Information Centric Networking (ICN) to introduce two schemes, VISIT and SAVING for the efficient collection and storage of content at vehicles, closer to the urban mobile user to avoid bandwidth and cost. VISIT is a platform which defines novel centrality metrics based on the social interest of urban users to identify and select the appropriate set of best candidate vehicles to perform urban data collection. SAVING is a social-aware data storage system which exploits complex networks to present game-theoretic solutions for finding and recruiting vehicles adequate to perform collaborative content caching in an urban environment. VISIT and SAVING are simulated for around 2986 vehicles with realistic urban mobility traces and comparison results with other schemes in literature suggest both not only efficient but also scalable data collection and storage systems

Les réseaux centrés sur l’information (ICN) sont une architecture prometteuse pour faire face à l’explosion du trafic multimédia sur internet et à la mobilité croissante des utilisateurs: non seulement ICN peut améliorer la qualité d’expérience de l’utilisateur, mais ICN peut également étendre naturelle et de façon transparente la prise en charge du trafic vidéo dans les fonctions réseau. Cependant, à notre connaissance, une évaluation approfondie des avantages apportés par ICN à la diffusion multimédia n’a pas encore été réalisée. Dans cette thèse, nous voulons réduire l’écart qui nous sépare d’une telle évaluation en prenant en compte ICN dans divers scénarios de diffusion multimédia.Tout d’abord, nous évaluons les avantages apportés par du DAS (Dynamic Adaptive Streaming) basé sur ICN par rapport au streaming basé sur TCP/IP, au moyen d’une campagne expérimentale comprenant plusieurs canaux (des émulations Wi-Fi et LTE, des traçes 3G/4G), plusieurs clients (mélange homogène et hétérogène, arrivées synchrones et asynchrones) et des logiques d’adaptation DAS soigneusement sélectionnées pour couvrir les deux grandes familles d’algorithmes disponibles. Nous mettons aussi enexergue les pièges potentiels qui sont néanmoins facilement évitables.Ensuite, nous montrons comment l’assistance du réseau contribue à améliorer la qualité d’expérience des utilisateurs. Pour ce faire, nous tirons parti de la fonctionnalité de mise en cache réseau d’ICN et proposons un signal re ́seau simple envoyé périodiquement par le cache à exploiter par l’algorithme d’adaptation DAS pour optimiser la qualité d’expérience de l’utilisateur en évitant le phénomène bien connu des oscillations induites par le cache. Des expériences nous permettent de valider le bien-fondé de notre approche.Enfin, puisque la diffusion multimedia en direct gagne du terrain, nous proposons hICN-RTC, en intégrant hICN (hybrid ICN), une solution ICN-dans-IP, à WebRTC, accompagné du protocole RICTP (Realtime Information Centric Transport Protocol), un protocole de transport basé sur le contenu, qui minimise la latence. Bien que toujours en développement, les résultats des premières expériences sont prometteurs car ils montrent que le trafic induit par hICN-RTC ne croit qu’avec le nombre de locuteurs actifs plutôt qu’avec le nombre total de participants. / Information-Centric Networking (ICN) is a promising architecture to address today Internet multimedia traffic explosion and increasing user mobility: not only to enhance the user’s quality of experience, but also to naturally and seamlessly extend video sup- port deeper in the network functions. However, to the best of our knowledge, a thorough assessment of the benefits brought by ICN to multimedia delivery has not been done yet. In this thesis, we aim at reducing the gap to such assessment, by considering ICN in various multimedia delivery scenarios.First, we assess the benefits brought by an ICN-based Dynamic Adaptive Streaming (DAS) compared to TCP/IP based streaming, by means of an experimental campaign that includes multiple channels (e.g., emulated Wi-Fi and LTE, real 3G/4G traces), multiple clients (homogeneous vs heterogeneous mixture, synchronous vs asynchronous arrivals) and carefully selected DAS adaptation logics to cover the broad families of available adaptation algorithms. We also warn about potential pitfalls that are nonethelesseasily avoidable.Second, we show how network assistance helps im- proving the users’ quality of experience. To do so, we leverage the in-network caching feature of ICN and propose a simple periodical network signal from the cache (i.e., per-quality hit ratio) to be exploited by DAS adaptation logic to enhance further the user’s quality of experience by avoiding the known cache-induced quality oscillations. We confirm the soundness of our approach through experiments.Finally, as live multimedia delivery is gaining momentum, we propose hICN-RTC by integrating hICN (hybrid ICN), an ICN-in-IP solution, to WebRTC and we design RICTP (Realtime Information Centric Trans- port Protocol), a content-aware transport that minimizes the communication latency. Although still in development, the results we gathered from early experiments are promising as they show that hICN-RTC scales with the number of active speakers rather than the total number of participants.

La communication Machine-to-Machine (M2M) est l'un des principaux fondements de l'Internet des Objets (IoT). C'est un phénomène qui a évolué discrètement au cours du temps et vient d’émerger à la surface pour do! nner naissance à une explosion de nouveaux usages et services. Capteurs, actionneurs, tags, véhicules et objets intelligents ont tous la possibilité de communiquer. Le nombre de connexions M2M est en constante augmentation et il est prévu de voir des milliards d’objets connectés dans un futur proche. Les applications M2M offrent des avantages dans divers domaines à savoir les villes intelligentes, les voitures connectées, les usines du futures, l’agriculture de précision, l’environnement, la santé, etc. La croissance rapide de cet écosystème est entrain de conduire le M2M vers un avenir prometteur. Cependant, les opportunités d'expansion des marchés M2M ne sont pas évidentes. En effet, un ensemble de challenges doivent être surmontés afin de permettre un déploiement à grande échelle dans des domaines diverses et variés à savoir les défis d’interopérabilité, de complexité et de scalabilité. Actuellement, le marché du M2M souffre d'une fragmentation verticale importante touchant la majorité des domaines industriels. En effet, diverses solutions propriétaires ont été conçues pour répondre à des applications spécifiques engendrant ainsi un sérieux problème d''interopérabilité. Pour adresser ce challenge, nous avons conçu, développer et expérimenté la plateforme OM2M offrant une architecture opérationnelle, flexible et extensible pour l'interopérabilité M2M conforme à la norme SmartM2M. Pour supporter les environnements contraints, nous avons proposé une nouvelle convention de nommage basée sur une structure de ressources non-hiérarchique permettant d’optimiser la taille des messages échangés. Pour assurer l’interopérabilité sémantique entre les applications et les machines, nous avons proposé l'ontologie IoT-O. Cette dernière est composée de cinq modèles de base représentant les capteurs, les actionneurs, les observations, les actuations et les web ! services pour permettre de converger rapidement vers un vocabulaire commun pour l'IoT. Une plateforme M2M horizontale permet d'interconnecter des machines hétérogènes largement distribués et qui évoluent fréquemment en fonction des changements de l’environnement. Maintenir ces systèmes complexes en vie est coûteux en termes de temps et d'argent. Pour adresser ce challenge, nous avons conçu, développé et intégré le framework FRAMESELF afin d'ajouter des capacités d'autogestion aux systèmes M2M basées sur le paradigme de l'informatique autonome. En étendant le modèle d'architecture de référence MAPE-K, notre solution permet d'adapter dynamiquement le comportement de la plateforme OM2M par en fonctions des changements du contexte et des politiques haut niveaux. Nous avons défini un ensemble de règles sémantiques pour faire du raisonnement sur l'ontologie IoT-O en tant que modèle de connaissance. Notre objectif est de permettre la découverte automatique entre les machines et les applications à travers un appariement sémantique et une reconfiguration dynam! ique de l'architecture des ressources. L’interopérabilité et l’autogestion ouvrent la voie à un déploiement de masse des systèmes M2M. Par contre, ces derniers se basent sur l'infrastructure actuelle d'internet qui n'a jamais été conçu pour ce genre de d'utilisation ce qui pose de nouvelles exigences en termes de scalabilité. Pour adresser ce challenge, nous avons conçu, simulé et validé l'approche OSCL proposant une nouvelle topologie de réseau maillé M2M comme alternative à l'approche centralisée actuelle. OSCL s'appuie sur les techniques de routage centrées sur l'information favorisant les communications à sauts multiples et un cache distribué pour une meilleure dissémination des données. Nous avons développé le simulateur OSCLsim pour valider l'approche proposée.[...] / Machine-to-Machine (M2M) is one of the main features of Internet of Things (IoT). It is a phenomenon that has been proceeding quietly in the background, and it is coming into the surface, where explosion of usage scenarios in businesses will happen. Sensors, actuators, tags, vehicles, and intelligent things all have the ability to communicate. The number of M2M connections is continuously increasing, and it has been predicted to see billions of machines interconnected in a near future. M2M applications provide advantages in various domains from smart cities, factories of the future, connected cars, home automation, e-health to precision agriculture. This fast-growing ecosystem is leading M2M towards a promising future. However, M2M market expansion opportunities are not straightforward. A set of challenges should be overcome to enable M2M mass-scale deployment across various industries including interoperability, complexity, and scalability issues. Currently, the M2M market is suffering from a high vertical fragmentation affecting the majority of business sectors. In fact, various vendor-specific M2M solutions have been designed independently for specific applications, which led to serious interoperability issues. To address this challenge, we designed, implemented, and experimented with the OM2M platform offering a flexible and extensible operational architecture for M2M interoperability compliant with the SmartM2M standard. To support constrained environments, we proposed an efficient naming convention relying on a non-hierarchical resource structure to reduce the payload size. To reduce the semantic gap between applications and machines, we proposed the IoT-O ontology for an effective semantic interoperability. IoT-O consists of five main parts, which are sensor, actuator, observation, actuation and service models and aims to quickly converge to a common IoT vocabulary. An interoperable M2M service platform enables one to interconnect heterogeneous devices that are widely distributed and frequently evolving according to their environment changes. Keeping M2M systems alive is costly in terms of time and money. To address this challenge, we designed, implemented, and integrated the FRAMESELF framework to retrofit self-management capabilities in M2M systems based on the autonomic computing paradigm. Extending the MAPE-K reference architecture model, FRAMESELF enables one to dynamically adapt the OM2M system behavior according to high level policies how the environment changes. We defined a set of semantic rules for reasoning about the IoT-O ontology as a knowledge model. Our goal is to enable automatic discovery of machines and applications through dynamic reconfiguration of resource architectures. Interoperability and self-management pave the way to mass-scale deployment of M2M devices. However, current M2M systems rely on current internet infrastructure, which was never designed to address such requirements, thus raising new requirements in term of scalability. To address this challenge, we designed, simulated and validated the OSCL overlay approach, a new M2M meshed network topology as an alternative to the current centralized approach. OSCL relies on the Named Data Networking (NDN) technique and supports multi-hop communication and distributed caching 5 to optimize networking and enhance data dissemination. We developed the OSCLsim simulator to validate the proposed approach. Finally, a theoretical model based on random graphs is formulated to describe the evolution and robustness of the proposed system.

Les Réseaux Orientés Contenus (Information Centric Networking (ICN)) représentent un nouveau paradigme qui se développe de plus en plus dans le monde de l’Internet. Ils mettent en avant de nouvelles approches centrées sur le contenu pour concevoir une nouvelle architecture pour le réseau Internet du futur dont l’usage bascule aujourd’hui d’une communication orientée machines (hosts) vers une distribution et une récupération de contenus à large échelle.Dans ce cadre, plusieurs architectures de type ICN ont été proposées par la communauté scientifique dans le cadre de plusieurs projets internationaux : DONA, PURSUIT, SAIL, COMET, CONVERGENCE, Named Data Networking (NDN), etc.Nos travaux de thèse se sont focalisés sur la problématique du routage dans les réseaux de ce type, au travers d’une architecture de type NDN qui représente aujourd’hui une des architectures ICN les plus évoluées.En particulier, nous nous sommes intéressés à concevoir et à mettre en œuvre des solutions de routage qui intègrent les métriques de qualité de service (QdS) dans les architectures NDN au regard de usages courants dans le réseau Internet. Celui-ci est en effet caractérisé par une hétérogénéité des liaisons et des conditions de trafic hautement dynamiques.Dans ce type d’architectures, la diffusion des paquets de données est organisée en deux plans : le plande routage et le plan d’acheminement. Ce dernier est responsable de l’acheminement des paquets sur l’ensemble des chemins disponibles au moyen d’une stratégie identifiée en amont. Le plan du routage est quant à lui utilisé uniquement pour soutenir le plan d’acheminement. De fait, les solutions que nous proposons consistent en de nouvelles stratégies d’acheminement avec QdS que nous qualifions d’adaptatives. Ces stratégies sont capables de transmettre les paquets sur de multiples chemins tout en considérant les paramètres de QdS liés à l’état du réseau et collectés en temps réel.La première approche proposée est conçue sur la base d’une méthode d’apprentissage inductif,du type Q-learning en ligne, et est utilisée pour estimer les informations collectées sur l’état dynamique du réseau.La deuxième contribution consiste dans une stratégie d’acheminement adaptatif conçue pour les architectures NDN et prenant en compte les métriques liées à la QdS. Elle est basée sur les similarités entre le processus d’acheminement des paquets dans les architectures NDN et le comportement des fourmis lors de la recherche du plus court chemin entre leur nid et les sources de nourriture. Les techniques utilisées pour concevoir cette stratégie sont inspirées des approches d’optimisation utilisées dans les algorithmes de type « colonies de fourmis ».Enfin, dans la dernière partie de la thèse, nous généralisons l’approche décrite ci-dessus pour l’étendre à la prise en compte simultanée de plusieurs paramètres de QdS. Sur la base de ces mêmes principes, cette approche a ensuite été étendue à la résolution des problèmes liés à la congestion.Les résultats obtenus montrent l’efficacité des solutions proposées dans une architecture NDN et permettent ainsi de considérer les paramètres de QdS dans les mécanismes d’acheminement des paquets ouvrant la voie à diverses applications orientées contenus sur ce type d’architecture / The Information Centric Networking (ICN) represents a new paradigm that is increasingly developed within the Internet world. It brings forward new content-centric based approaches, in order to design a new architecture for the future Internet, whose usage today shifts from a machine oriented communication (hosts) to a large-scale content distribution and retrieval.In this context, several ICN architectures have been proposed by the scientific community, within several international projects: DONA, PURSUIT, SAIL, COMET, CONVERGENCE, Named Data Networking (NDN), etc.Our thesis work has focused on the problems of routing in such networks, through a NDN architecture, which represents one of the most advanced ICN architectures nowadays.In particular, we were interested in designing and implementing routing solutions that integrate quality-of-service metrics (QoS) in the NDN architecture in terms of current Internet usage. This latter is indeed characterized by a heterogeneity of connections and highly dynamic traffic conditions.In this type of architecture, data packets broadcast is organized in two levels: the routing planand the forwarding plane. The latter is responsible for routing packets on all available paths through an identified upstream strategy. The routing plan is meanwhile used only to support the forwarding plane. In fact, our solutions consist of new QoS routing strategies which we describe as adaptive. These strategies can transmit packets over multiple paths while taking into account the QoS parameters related to the state of the network and collected in real time.The first proposed approach is designed on the basis of a on-line Q-learn type inductive learning method, and is used to estimate the information collected on the dynamic state of the network.The second contribution is an adaptive routing strategy designed for NDN architectures which considers the metrics related to QoS. It is based on the similarities between the packet forwarding process in the NDN architecture and the behavior of ants when finding the shortest path between their nest and food sources. The techniques used to design this strategy are based on optimization approaches used "ant colonies" algorithms.Finally, in the last part of the thesis, we generalize the approach described above to extend it to the simultaneous consideration of several QoS parameters. Based on these principles, this approach was later extended to solving problems related to congestion.The results show the effectiveness of the proposed solutions in an NDN architecture and thus allow to consider QoS parameters in packet delivery mechanisms paving the way for various content-oriented applications on this architecture

Researchers who aim to evaluate proposed modifications to the Internet’s architecture face a unique set of challenges. Internet-based measurements provide limited value to such evaluations, as the quantities being measured are easily lost to ambiguity and idiosyncrasy. While simulations offer more control, Internet-like environments are difficult to construct due to the lack of ground truth in critical areas, such as topological structure and traffic patterns. This thesis develops a network topology and traffic models for a simulation-based evaluation of the PURSUIT rendezvous system, the name-based interdomain routing mechanism of an information-centric future Internet architecture. Although the empirical data used to construct the employed models is imperfect, it is nonetheless useful for identifying invariants which can shed light upon significant architectural characteristics. The contribution of this work is twofold. In addition to being directly applicable to the evaluation of PURSUIT’s rendezvous system, the methods used in this thesis may be applied more generally to any studies which aim to simulate Internet-like systems. / Forskare som syftar till att utvärdera föreslagna ändringar av Internet arkitektur står inför en unik uppsättning utmaningar. Internet-baserade mätningar ger begränsat värde för sådana utvärderingar, eftersom de kvantiteter som mäts är lätt förlorade mot tvetydighet och egenhet. Även om simuleringar ger mer kontroll är Internet-liknande miljöer svåra att konstruera på grund av bristen på kända principer i kritiska områden, såsom topologiska struktur och trafikmönster. Denna avhandling utvecklar en nättopologi och trafikmodeller för en simulering baserad utvärdering av PURSUIT mötesplatsen systemet, den namn-baserade interdomän routing mekanismen för en informations-centrerad arkitektur av framtidens Internet. Även om de empiriska data som används för att konstruera modeller är bristfällig, är det ändå användbart för att identifiera invarianter som kan belysa viktiga arkitektoniska egenskaper. Bidraget från detta arbete har två syften. Förutom att vara direkt tillämplig för utvärderingen av PURSUITs rendezvous system, kan de metoder som används i denna avhandling användas mer allmänt för studier som syftar till att simulera Internet-liknande system.

The Internet of the 21th century is a different version from the original Internet. The Internet is becoming more and more a huge distribution network for large quantities of data (Photos, Music, and Video) with different types of connections and needs. TCP/IP the work horse for the Internet was intended as a vehicle to transport best effort Connection oriented data where the main focus is about transporting data from point A to point B regardless of the type of data or the nature of path.  Information Centric Networking (ICN) is a new paradigm shift in a networking where the focus in networking is shifted from the host address to the content name. The current TCP/IP model for transporting data depends on establishing an end to end connection between client and server. However, in ICN, the client requests the data by name and the request is handled by the network without the need to go each time to a fixed server address as each node in the network can serve data. ICN works on a hop by hop basis where each node have visibility over the content requested enabling it to take more sophisticated decisions in comparison to TCP/IP where the forwarding node take decisions based on the source and destination IP addresses. ICN have different implementations projects with different visions and one of those projects is Named Data Networking (NDN) and that’s what we use for our work. NDN/ICN architecture consists of different layers and one of those layers is the Forwarding Strategy (FS) layer which is responsible for deciding how to forward the coming request/response. In this thesis we implement and simulate three Forwarding Strategies (Best Face Selection, Round Robin, and Weighted Round Robin) and investigate how they can adapt to changes in link bandwidth with variable traffic rate. We performed a number of simulations using the ndnSIMv2.1 simulator. We concluded that Weighted Round Robin offers high throughput and reliability in comparison to the other two strategies. Also, the three strategies offer better reliability than using a single static face and offer lower cost than using the broadcast strategy. We also concluded that there is a need for a dynamic congestion control algorithm that takes into consideration the dynamic nature of ICN. / 2000-talets Internet är en annan version av det ursprungliga Internet. Internet blir mer och mer ett stort distributionsnät för stora mängder data (foton, musik och video) med olika typer av anslutningar och behov. TCP / IP är arbetshäst för Internet var tänkt som ett fordon för att transportera best effort Anslutning orienterade uppgifter där huvudfokus handlar om att transportera data från punkt A till punkt B, oavsett vilken typ av data eller vilken typ av väg. Information Centric Nätverk (ICN) är ett nytt paradigmskifte inom nätverk där fokus i nätverket flyttas från värdadressen till innehållets namn. Den aktuella TCP / IP-modellen för transport av data beror på att etablera en anslutning mellan klient och server (s.k. end-to-end). I ICN begär klienten data med namn och begäran hanteras av nätverket utan att behöva gå till en fix serveradress eftersom varje nod i nätverket kan besvara en begäran med data. ICN arbetar på en ”hop by hop” basis där varje nod har överblick över det begärda innehållet, vilket gör det möjligt att ta mer avancerade beslut i jämförelse med TCP / IP, där den vidarebefordrande nodens beslut fattas baserat på källans och destinationens IP-adresser. Det finns olika implementeringar av ICN med olika visioner och en av dessa implementeringar heter Named Data Networking (NDN) och det är vad vi använder för vårt arbete. NDNs / ICNs arkitektur består av olika lager och ett av dessa lager är Forwarding Strategies (FS) där vi definierar de åtgärder vi vidtar på varje begäran / svar. I detta projekt implementeras och simuleras tre Forwarding strategier (Best Face Selection, Round Robin, och Weighted Round Robin) och undersöks hur de kan anpassa sig till förändringar i länkbandbredd med konstant och variabel trafikhastigheten. Vi utfört ett antal simuleringar med hjälp av ndnSIMv2.1 simulatorn. Vi drog slutsatsen att Weighted Round Robin erbjuder hög genomströmning och tillförlitlighet i jämförelse med de två andra strategierna.  De tre strategierna erbjuder även högre tillförlitlighet än att använda ett enda statiskt  interface och erbjuder lägre kostnad än att använda broadcast strategin. Vi konstaterade också att det finns ett behov av en dynamisk ”congestion control”-algoritm som tar hänsyn till ICNs dynamiska karaktär.