Les RCsF sont des réseaux ad hoc, sans fil, large échelle déployés pour mesurer des paramètres de l'environnement et remonter les informations à un ou plusieurs emplacements (nommés puits). Les éléments qui composent le réseau sont de petits équipements électroniques qui ont de faibles capacités en termes de mémoire et de calcul ; et fonctionnent sur batterie. Ces caractéristiques font que les protocoles développés, dans la littérature scientifique de ces dernières années, visent principalement à auto-organiser le réseau et à réduire la consommation d'énergie. Avec l'apparition d'applications critiques pour les réseaux de capteurs sans fil, de nouveau besoins émergent, comme le respect de bornes temporelles et de fiabilité. En effet, les applications critiques sont des applications dont dépendent des vies humaines ou l'environnement, un mauvais fonctionnement peut donc avoir des conséquences catastrophiques. Nous nous intéressons spécifiquement aux applications de détection d'événements et à la remontée d'alarmes (détection de feu de forêt, d'intrusion, etc), ces applications ont des contraintes temporelles strictes. D'une part, dans la littérature, on trouve peu de protocoles qui permettent d'assurer des délais de bout en bout bornés. Parmi les propositions, on trouve des protocoles qui permettent effectivement de respecter des contraintes temporelles mais qui ne prennent pas en compte les spécificités des RCsF (énergie, large échelle, etc). D'autres propositions prennent en compte ces aspects, mais ne permettent pas de garantir des bornes temporelles. D'autre part, les applications critiques nécessitent un niveau de confiance très élevé, dans ce contexte les tests et simulations ne suffisent pas, il faut être capable de fournir des preuves formelles du respect des spécifications. A notre connaissance cet aspect est très peu étudié pour les RcsF. Nos contributions sont donc de deux types : * Nous proposons un protocole de remontée d'alarmes, en temps borné, X-layer (MAC/routage, nommé RTXP) basé sur un système de coordonnées virtuelles originales permettant de discriminer le 2-voisinage. L'exploitation de ces coordonnées permet d'introduire du déterminisme et de construire un gradient visant à contraindre le nombre maximum de sauts depuis toute source vers le puits. Nous proposons par ailleurs un mécanisme d'agrégation temps-réel des alarmes remontées pour lutter contre les tempêtes de détection qui entraînent congestion et collision, et donc limitent la fiabilité du système. * Nous proposons une méthodologie de vérification formelle basée sur les techniques de Model Checking. Cette méthodologie se déroule en trois points, qui visent à modéliser de manière efficace la nature diffusante des réseaux sans fil, vérifier les RCsF en prenant en compte la non-fiabilité du lien radio et permettre le passage à l'échelle de la vérification en mixant Network Calculus et Model Checking. Nous appliquons ensuite cette méthodologie pour vérifier RTXP.

Au cours des dernières années, l'apparition de l'Internet a changé la façon dont les affaires sont menées partout dans le monde. Pour rester compétitives, les entreprises ont déployé du support informatique pour les processus métiers au fil des années. Dans ce contexte, les architectures orientées service (SOA) ont émergé comme la solution principale pour l'intégration des systèmes patrimoniaux avec les nouvelles technologies au coeur des grandes organisations. Les centres de traitement de données d'entreprise qui implémentent les concepts et solutions des SOA sont normalement déployés en suivant une architecture à deux niveaux où, pour libérer les serveurs de services des tâches computationnelles intensives (e.g., l'analyse syntaxique de documents XML) et pour effectuer de la protection de ressources, ces fonctions sont déchargées dans un cluster d'appliances qui implémentent des fonctions des réseaux orientées service (SON). Dans les centres de traitement, l'accès aux services est gouverné par des contrats de garantie de services (SLA), dont le but est de protéger les ressources du centre de traitement. Actuellement, les appliances SON sont utilisées pour protéger les ressources du centre de traitement en limitant l'accès (e.g., en contrôlant le trafic) aux services. Le provisionnement et l'optimisation de ressources sont des problèmes classiques de la gestion de la QoS. En outre, le contrôle de trafic est un problème très connu de l'ingénierie de trafic. Cependant, dans les centres de traitement orientés service le problème est fondamentalement diffèrent. Dans les réseaux classiques, les ressources protégée par la fonction de mise en conformité sont normalement la bande passante et la taille des mémoires tampon, dont les unités de mesure sont clairement définies et mesurées avec précision. Dans un centre de traitement, les métriques des ressources sont comprises pour la plupart dans un des types suivants: puissance de calcul et mémoire des serveurs d'application (CPU et RAM), capacité de stockage des serveurs de stockage (espace en disque dur), et la bande passante du réseau interne du centre de traitement. Une autre différence fondamentale est que, dans les réseaux dits "classiques", le contrôle de trafic a une étendue locale, puisque le trafic prend la conformité d'une connexion simple. Dans un centre de traitement, les clients de service accèdent aux services à partir de multiples points d'entrée (p.ex., un cluster d'appliances SON). Ainsi, l'effet désiré est une mise en conformité "globale" du trafic. Le défi est donc faire respecter les contrats de service en agissant localement dans chaque point d'entrée. Cette thèse apporte trois contributions. D'abord nous proposons DoWSS, un algorithme dynamique basé sur des crédits pour la mise en conformité de trafic multipoint-à-point. À la différence des approches existantes basées sur des crédits, notre approche utilise une stratégie doublement pondérée pour l'affectation de crédits, en utilisant des poids basés sur la taille des requêtes de service. L'évaluation de DoWSS montre que ses performances sont optimales puisqu'il limite le nombre de requêtes au maximum permis par le contrat de service. Par la suite, nous affirmons que les appliances SON actuelles présentent des limitations architecturales qui les empêchent d'être utilisées efficacement pour la mise en conformité de trafic en présence d'hôtes de service multiples. Pour palier à ce problème, nous proposons MuST, une architecture interne pour les appliances SON appropriée pour la mise en conformité de trafic multi-service. L'évaluation des performances de notre approche montre qu'elle résout le problème de la mise en conformité de trafic multipoint-à-multipoint tout en poussant le système à être utilisé à sa capacité maximale. Finalement, actuellement les applications sont souvent déployées dans des centres de données géographiquement distribués. Les approches existantes pour la mise en conformité de trafic, lesquelles ont étés conçues spécifiquement pour des centres de données aménagés sur un même site, présentent des problèmes liés aux latences réseau quand ils sont utilisés dans des environnements géographiquement distribués. Pour palier à ce problème, nous proposons GeoDS, un approche pour la mise en conformité du trafic géographiquement distribué qui considère les délais de communication entre les entités qui forment le système. L'évaluation de ses performances montre qu'il est capable de résoudre efficacement le problème de la mise en conformité du trafic dans les environnements géographiquement distribués.

Les réseaux sans-fil tels que IEEE 802.11 (Wifi) connaissent aujourd'hui une popularité sans précédent, offrant des connexions réseau à domicile, en entreprise ou dans des lieux publics sous forme de "Hot spot". Nos études ont montré que les centres urbains sont fortement couvert par ce type de réseau (avec une couverture similaire aux réseaux 3G). Cependant, la technologie est limitée par la portée du signal qui provoque des pertes sur le canal. Nous proposons une nouvelle méthode de relayage opportuniste pour les réseaux basés sur le CSMA/CA permettant de faire coopérer des stations. En évitant l'inondation, et en réduisant au maximum la signalisation, nous proposons de légères modifications au standard IEEE 802.11 afin d'autoriser des stations intermédiaires à relayer les trames des autres stations. Les modifications apportées portent simplement sur le traitement des trames à destination d'autrui, et une gestion différente des acquittements : lorsqu'une destination ne reçoit pas un acquittement, toutes les stations ayant reçu la trame considèrent qu'une retransmission est nécessaire. Ces dernières entreront en compétition pour retransmettre la trame si leur probabilité d'effectuer une transmission réussie est plus forte que la source. Nous avons implémenté et testé notre proposition dans le simulateur réseau NS-2, et les résultats démontrent que la connectivité des stations lointaines est fortement améliorée.

Virtualization on top of high-performance servers has enabled the virtualization of network functions like caching, deep packet inspection, etc. Such Network Function Virtualization (NFV) is used to dynamically adapt to changes in network traffic and application popularity. We demonstrate how the combination of Software Defined Networking (SDN) and NFV can support the parallel operation of different Internet architectures on top of the same physical hardware. We introduce our architecture for this approach in an actual test setup, using CloudLab resources. We start of our evaluation in a small setup where we evaluate the feasibility of the SDN and NFV architecture and incrementally increase the complexity of the setup to run a live video streaming application. We use two vastly different protocol stacks, namely TCP/IP and NDN to demonstrate the capability of our approach. The evaluation of our approach shows that it introduces a new level of flexibility when it comes to operation of different Internet architectures on top of the same physical network and with this flexibility provides the ability to switch between the two protocol stacks depending on the application.

Internet roku 2015 se potýká s problémy, které jsou důsledky špatného designu pojmenovávání a adresování v TCP/IP a jež mají přeneseny vliv i na škálovatelnost směrování. Problémy jako růst páteřních směrovacích tabulek, neefektivní multihoming sítí či mobilita zařízení a mnohé další zadávají k otázce, jestli není třeba architekturu Internetu pozměnit. V teoretické části je kvantifikován dopad problémů, možná řešení a zejména je formálně definována teorie kompilujicí poznatky významných publikací zabývajících se problematikou pojmenování, adresování a směrování v počítačových sítí. Tato práce se zabývá dvěma konkrétními technologiemi, jež mají ambicí Internet měnit - Locator/Id Separation Protocol a Recursive InterNetwork Architecture. Výstupem práce jsou vylepšení funkcionality obou výše zmíněných technologií. Za účelem praktického ověření dopadů našeho výzkumu jsou vyvinutý a popsány nové simulační modely pro OMNeT++, které jsou věrné úrovni detailu popisu ze specifikací.

La coopération des transmetteurs dans les système multi-antennes a été reconnue comme un outil prometteur pour éviter ou aligner les interférence résultant d'une réutilisation agressive de la bande spectrale. Il est usuellement supposé que les estimées de canal sont parfaitement partagées entre tous les transmetteurs entrant en coopération, ce qui n'est pas adaptée à de nombreuses situations où des émetteurs éloignés visent à coopérer. C'est pourquoi nous étudions le cas de réseaux sans-fil où des transmetteurs émettent d'une manière coopérative bien qu'ils ne puissent échanger que d'une manière imparfaite l'information de canal obtenue localement. Ce partage imparfait de l'information de canal donne lieu à une configuration d'information de canal, dénotée comme " distribuée ", où chaque transmetteur reçoit une estimée du canal multi-utilisateurs qui lui est propre, à partir de laquelle il détermine ses paramètres de transmission. Nous étudions tout d'abord les conséquences de la configuration à information de canal distribuée sur le précodage. En particulier, nous mettons en évidence l'inefficacité des méthodes conventionnelles de précodage lorsque confrontées à une configuration à information de canal distribuée. Nous passons ensuite à un autre aspect de ce scenario, qui est la détermination de " qui doit savoir quoi ", lorsqu'il s'agit de l'information de canal disponible aux transmetteurs engagés dans la coopération. À l'opposé de la méthode gourmande en ressource qui consiste à allouer à chaque transmetteur la même information de canal, il est montrée comment une allocation non-uniforme de l'information de canal aux transmetteurs peut donner lieu à des gain importants, en fonction de la géométrie du réseau considéré.

Le contexte aéronautique a depuis plusieurs années mis en évidence le besoin croissant de technologies de sécurité permettant d'éviter des utilisations malveillantes des matériels ou services installés à bord des avions. La plupart des approches de sécurisation 'avion' se concentre sur des méthodes et techniques permettant de sécuriser les échanges au sein de l'avion. Elles sont cependant inadaptées à la sécurisation dans les cas d'interconnexion des réseaux avioniques avec le reste des réseaux de communication (réseau Internet par exemple). Le problème abordé dans ce travail de thèse vise donc à proposer une architecture de sécurité et de sûreté pour l'ensemble des communications aéronautiques et permettant une interconnexion sécurisée entre le monde 'avion' et le monde extérieur, en tenant compte de l'ensemble des critères de sécurité qui caractérisent les divers environnements traversés et considère dès le départ les divers principes de standardisation associés afin de garantir la pérennité scientifique et industrielle. La solution architecturale proposée dans ce travail de thèse repose principalement sur un composant central de routage, de filtrage et de sécurisation des flux de données aéronautiques. Le travail de conception et de développement de ce composant appelé Routeur Sécurisé de Nouvelle Génération (routeur SNG) a permis une validation expérimentale sur un système reproduisant un système embarqué.

Durant la dernière décennie, Les jeux massivement multijoueurs (MMOGs) sont devenus extrêmement populaires et comptent désormais plus de 20 millions d'utilisateurs actifs à travers le monde. Les MMOGs sont des systèmes distribués ayant des contraintes applicatives fortes en terme de cohérence de données, persistance, réactivité et passage à l'échelle. L'évolution des besoins applicatifs du MMOG au cours du temps est difficilement prévisible car dépendante du comportement des joueurs dans le monde virtuel. C'est pourquoi, malgré un important effort de recherche dans le domaine, aucune des architectures proposées ne satisfait pleinement toutes les contraintes requises. Cette thèse explore les capacités des architectures distribuées à s'adapter à la charge applicative grâce à une prise en compte du comportement des joueurs lors de l'exécution. Le système est alors capable de détecter des évolutions qui sont difficiles à prévoir à priori, et dynamiquement allouer les ressources nécessaires à l'application. Nous décrivons différentes techniques de surveillance des joueurs et proposons des moyens de prendre en compte ces informations au niveau de l'architecture. Nos expériences, effectuées dans des conditions réalistes, montrent que nos mécanismes ont un surcoût limité et permettent d'améliorer les performances globales du système.

Les conférences informatiques sont promises à un bel avenir. Toutefois, leur essor est freiné par le coût des communications, les difficultés inhérentes à ce type d'outils qui s'adressent à un grand nombre d'utilisateurs, mettent en jeu de grandes quantités d'informations et couvrent un large champ d'applications, et par la nécessité d'offrir aux usagers un accès simple, confortable et efficace. La solution que nous proposons répond à ces problèmes par les options suivantes. L'ensemble des messages échangés est archivé dans une base structurée ce qui permet de les gérer efficacement. Cette base est dupliquée sur différents sites pour réduire les coûts de consultation. Les communications entre sites se font en mode messagerie telle qu'elle est recommandée par le CC11T. Pour une bonne coopération des usagers, des rôles sont définis, des droits leur sont associés. 'Enfin, l'interface avec l'utilisateur tire parti des progrès réalisés dans ce domaine tant dans le matériel que dans les logiciels actuellement disponibles.

Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans le contexte des réseaux sans fil et des réseaux d'accès par Satellite en particulier, qui facilitent l'installation d'infrastructures réseau dans les zones géographiquement reculées et faiblement peuplées. Cependant, ces derniers présentent certains inconvénients lorsqu'il s'agit de déployer des applications multimédia interactives. En effet, de telles applications requièrent un délai de bout en bout aussi faible que possible et plus généralement exigent une meilleure Qualité de Service (QdS) du système de communication que le classique Meilleur-Effort (BE) afin de fonctionner correctement. Or, les réseaux d'accès par satellite géostationnaires souffrent déjà d'un délai de propagation non négligeable d'autant plus accru que la transmission des données est assurée par des mécanismes d'allocation dynamique, par exemple dans un système DVB-S2/RCS. Dans ces travaux de thèse, nous proposons d'utiliser les informations de signalisation de session des applications multimédia basées sur le protocole de session SIP afin d'ajuster le paramétrage du système de communication selon une approche " cross-layer " qui permet alors d'améliorer de façon significative la réactivité du système. Nous avons proposé plusieurs solutions pour, d'abord réduire le temps entre la demande de communication et le démarrage effectif du transfert des flux multimédia, ensuite réduire le délai de transmission des données multimédia durant la communication (tout en utilisant de manière optimale les ressources réseau disponibles sur la voie retour), et enfin accroître le nombre de flux multimédia admissibles dans le réseau satellite tout en leur garantissant un niveau de QdS satisfaisant. Afin de faciliter l'intégration et l'implémentation des solutions proposées dans un système de communication réel, un mécanisme de communication inter-couches d'optimisation est proposé et développé. De plus, une architecture orientée web services est utilisée afin de faciliter la découverte et l'invocation des différentes niveaux de services de communication présents dans de tels réseaux d'accès. Les solutions proposées ont été évaluées dans des environnements sans fil émulés et réels