Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-03-11T18:40:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertaçao Lorena Marques.pdf: 2473408 bytes, checksum: ae5cba07c563d08350f8ddc5184cffee (MD5) / Approved for entry into archive by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-13T13:10:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertaçao Lorena Marques.pdf: 2473408 bytes, checksum: ae5cba07c563d08350f8ddc5184cffee (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T13:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertaçao Lorena Marques.pdf: 2473408 bytes, checksum: ae5cba07c563d08350f8ddc5184cffee (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / FACEPE / A crescente disponibilidade de acesso sem fio através de diferentes tecnologias (e.g., IEEE 802.11, IEEE 802.16 e 3G/UMTS) e o aumento do número de dispositivos com suporte a múltiplas interfaces heterogêneas possibilitam uma gama de oportunidades de conectividade sem fio aos usuários. Tradicionalmente, para este cenário, tem-se proposto algoritmos, protocolos e arquiteturas para a escolha da melhor rede de acordo com o perfil do usuário, característica da aplicação e da rede. Outra possibilidade de pesquisa, ainda não tão explorada no âmbito sem fio, é a distribuição de carga e conteúdo através de múltiplos caminhos simultâneos. Esta característica é conhecida como multihoming e pode dispor redundância de caminhos, oferecendo, dessa forma, certo grau de confiabilidade na rede. O grande desafio para implantação do multihoming em redes móveis heterogêneas decorre da instabilidade que esses ambientes possuem. O problema se agrava quando existem várias interfaces tentando se comunicar simultaneamente. O CMT (Concurrent Multipath Transfer) usa a característica multihoming do SCTP (Stream Control Transmission Protocol) para transmitir dados através de múltiplos caminhos fim-a-fim simultaneamente. No entanto, o CMT não possui um bom desempenho em redes com diferentes características, especialmente em se tratando de vídeo. Esta dissertação propõe o aCMT-UC (Adaptive CMT-User Centric), uma solução baseada em multihoming/centrada no usuário para a distribuição de carga em redes heterogêneas sem fio, tornando o CMT adaptável à dinâmica dos caminhos. O aCMT-UC prioriza os quadros de vídeo mais importantes que são transmitidos pelo melhor caminho sem fio. A distribuição de carga e priorização de vídeo são realizadas através da atribuição dinâmica de diferentes pesos para os caminhos sem fio, de acordo com um procedimento inteligente baseado em Lógica Fuzzy. Foram avaliadas métricas de Qualidade de Serviço e Experiência (QoS/QoE) em uma rede formada pelas tecnologias IEEE 802.11, IEEE 802.16 e 3G/UMTS em um simulador de redes (ns-2). Os resultados obtidos demonstram a eficácia da proposta em garantir QoS, bem como, o suporte adequado aos requisitos de tráfego de vídeo.

The emergence of real-time applications, like Voice over IP and video conferencing, in IP networks implies a challenge to the underlying infrastructure. Several real-time applications have requirements on timeliness as well as on reliability and are accompanied by signaling applications to set up, tear down and control the media sessions. Since neither of the traditional transport protocols responsible for end-to-end transfer of messages was found suitable for signaling traffic, the Stream Control Transmission Protocol (SCTP) was standardized. The focus for the protocol was initially on telephony signaling applications, but it was later widened to serve as a general purpose transport protocol. One major new feature to enhance robustness in SCTP is multihoming, which enables for more than one path within the same association. In this thesis we evaluate some of the mechanisms affecting transmission performance in case of a switchover between paths in a multihomed SCTP session. The major part of the evaluation concerns a failure situation, where the current path is broken. In case of failure, the endpoint does not get an explicit notification, but has to react upon missing acknowledgements. The challenge is to distinguish path failure from temporary congestion to decide  when to switch to an alternate path. A too fast switchover may be spurious, which could reduce transmission performance, while a too late switchover also results in reduced transmission performance. This implies a tradeoff which involves several protocol as well as network parameters and we elaborate among these to give a coherent view of the parameters and their interaction. Further, we present a recommendation on how to tune the parameters to meet  telephony signaling requirements, still without violating fairness to other traffic. We also consider another angle of switchover performance, the startup on the alternate path. Since the available capacity is usually unknown to the sender, the transmission on a new path is started at a low rate and then increased as acknowledgements of successful transmissions return. In case of switchover in the middle of a media session the startup phase after a switchover could cause problems to the application. In multihomed SCTP the availability of the alternate path makes it feasible for the end-host to estimate the available capacity on the alternate path prior to the switchover. Thus, it would be possible to implement a more efficient startup scheme. In this thesis we combine different switchover scenarios with relevant traffic. For these combinations, we analytically evaluate and quantify the potential performance gain from utilizing an ideal startup mechanism as compared to the traditional startup procedure.

Arbetet tar upp BGP-multihoming för mindre organisationer. Den jämför ett kommersiell alternativ mot open source-alternativ. Detta är för att se vad som krävs en av open source-lösning för ge konkurrens på routermarknaden, samt besparingar för organisationer som ska använda denna lösning.Praktiska och teoretiska jämförelser görs där Cisco-lösningar jämförs med OpenBGPD. Datan utifrån dessa tester används för att svara på problemfrågan. Sammanfattningsvis har open source produkter en fördel hårdvarumässigt på grund av lägre kostnader medan kommersiella har stora fördelar då de förlitar sig på nyare standarder.

With the obvious evolution and acceleration of smart grid, it is crucial for its success to rely on a solid transmission protocol among its peripherals due to its real time streaming. TCP is the well known traditional transport protocol used for a reliable transmission, and is a major player for smart grid. However, it lacks a fault tolerance transmission method that overcomes potential failures which may mitigate smart grid progress and in its turn decrease its reliability. We propose that smart grid operators utilize SCTP as the principle transport protocol for their smart grid communications, by using the two very significant characteristics offered by SCTP multi-homing and multi-streaming respectively. Thus, we argue that they can override two major obstacles caused by TCP Head of Line Blocking (HLB) and the inability of handling automatically two or more paths to a final destination. Although SCTP resembles TCP in many aspects, SCTP can definitely play a dominant role in many current and future applications due to its key features that do not exist in TCP. We have used ns2.34 simulator as the tool whom we relied on to investigate whether or not smart grid may benefit over TCP by the two SCTP features, and have analyzed the output of simulated results by using other analytical tools. As we obtain results, we argue that smart grid operators should rely on SCTP as a feasible transmission protocol instead of TCP.

In this thesis, the impact of multihomed clients and multihomed proxy servers on the performance of modern networks is investigated. The network model used in our investigation integrates three main components: the new one-to-any Anycast communication paradigm that facilitates server replication, the next generation Internet Protocol Version 6 (IPv6) that offers larger address space for packet switched networks, and the emerging multihoming trend of connecting devices and smart phones to more than one Internet service provider thereby acquiring more than one IP address. The design of a previously proposed Proxy IP Anycast service is modified to integrate user device multihoming and Ipv6 routing. The impact of user device multihoming (single-homed, dual-homed, and triple-homed) on network performance is extensively analyzed using realistic network topologies and different traffic scenarios of client-server TCP flows. Network throughput, packet latency delay and packet loss rate are the three performance metrics used in our analysis. Performance comparisons between the Anycast Proxy service and the native IP Anycast protocol are presented. The number of Anycast proxy servers and their placement are studied. Five placement methods have been implemented and evaluated including random placement, highest traffic placement, highest number of active interface placements, K-DS placement and a new hybrid placement method. The work presented in this thesis provides new insight into the performance of some new emerging communication paradigms and how to improve their design. Although the work has been limited to investigating Anycast proxy servers, the results can be beneficial and applicable to other types of overlay proxy services such as multicast proxies.

Les travaux développés dans cette thèse ont pour cadre général la mise en œuvre d’approches adaptatives permettant de faire évoluer la gestion du réseau en migrant d’une vue "centrée réseau" où l’on se contentait uniquement des paramètres issus du réseau lui-même, vers une vue "centrée utilisateur". Plus particulièrement, ces travaux se sont focalisés sur un des composants principaux de l’ensemble de la chaîne de traitement et de transport, celui de la sélection de la meilleure interface réseau embarquée dans le terminal mobile, l’objectif étant de répondre au mieux aux contraintes imposées par l’environnement. Ces travaux reposent sur une approche décisionnelle dynamique tenant compte de changements dans les paramètres réseaux et des besoins et préférences des utilisateurs au regard des services qui leur sont proposés. En effet, dans l’environnement actuel, se caractérisant par une multiplicité de technologies, d’applications et d’utilisateurs, les terminaux mobiles sont équipés de plusieurs interfaces réseaux. Ces derniers donnent ainsi la possibilité aux utilisateurs de pouvoir basculer dynamiquement d’une interface à une autre dans l’objectif d’assurer une connexion satisfaisant le mieux possible leurs besoins en termes de services en tout lieu, à tout moment et de la meilleure manière possible (ABC, Always Best Connected). Les approches mises en œuvre dans le cadre de la thèse ont permis d’associer simultanément chaque flux d’application à l’interface la plus appropriée de manière à optimiser les performances globales du système. Ainsi, ces travaux ont mené à la proposition d’approches hybrides ayant pour cadre de départ la technique TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) et en y intégrant des modèles issus de la théorie des fonctions de croyance. Pour l’association flux/interface, une proposition basée sur des algorithmes bio-inspirés a été faite dans le cadre de ces travaux. Les résultats obtenus, à la fois par simulation et sur un cas d’usage réel en lien avec le domaine de la santé connectée, ont montré l’efficacité des approches proposées / The work developed in this dissertation has as a general framework the implementation of adaptive user-centric approaches for network interface selection (NIS) and flow/interface association (FIA) in Heterogeneous Wireless Networks (HWNs). The NIS mechanism relies on a dynamic decision approach that considers the change in networks’ parameters and users’ needs and preferences for their current applications. In a heterogeneous environment, the mobile terminals that are equipped with multiple network interfaces provide the possibility for mobile end-users to switch among available network interfaces and select the one that best fulfills their needs anywhere at any time which is known as Always Best Connected (ABC). The approaches proposed in this thesis allowed to associate simultaneously each application flow to its suitable interface in a way that best maximizes the global system performance. This work has led to the proposal of hybrid approaches originating from TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) and integrating models from the belief functions theory for the NIS. Concerning the FIA, a proposal based on bio-inspired algorithms was made as part of this work. Experimental results based on synthetic datasets and an experimental test bed for health monitoring showed the effectiveness of the proposed approaches

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la mise en œuvre de Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) dans les réseaux sans fil hétérogènes, dont la topologie peut être arbitraire et spontanée. Nous proposons d'abord le concept de groupe autonome ou "cluster" qui permet le passage à l'échelle des réseaux. Ensuite nous proposons des extensions à PMIPv6, appelée Scalable Proxy Mobile IPv6 (SPMIPv6), qui prennent en compte de l'architecture en clusters au travers de l'interaction entre de multiples Local Mobility Anchors (LMAs). Nous évaluons l'aptitude à supporter le passage à l'échelle de SPMIPv6 dans un contexte de réseau maillé sans fil en faisant varier sa taille, la vitesse moyenne et la densité des terminaux mobiles. En outre, nous proposons des méthodes pour l'optimisation du routage dans SPMIPv6 pour réduire les latences des communications. Nous introduisons également un mécanisme de détection de mouvements des terminaux mobiles qui prend en compte de l'hétérogénéité des technologies d'accès. Nous implémentons l'ensemble des propositions sous Linux dans un environnement virtualisé. Nous expérimentons différents scénarios dans le mode émulation ainsi qu'en vrai grandeur pour évaluer des mesures différentes telle que le coût de signalisation, la latence de handover, la perte de paquets, le temps aller-retour (RTT), et variation de débit. Finalement, nous adressons le contexte de multi-domiciliation en proposant un concept appelé virtual Stream Control Transmission Protocol (vSCTP) et l'appliquons à l'architecture PMIPv6. Les premières simulations sous Ns-2 laissent entrevoir des bénéfices pour les scénarios d'agrégation de bande passante et les scénarios d'équilibrage de charge.

La diversité des technologies d'accès radio (e.g., GPRS, UMTS, HSDPA, Wi-Fi, WiMAX, LTE ...), leur complémentarité en termes de couverture, des caractéristiques (e.g., la bande passante, QoS) et des possibilités commerciales pour les opérateurs conduisent au développement des terminaux mobiles intégrant simultanément plusieurs interfaces radio. La capacité des terminaux mobiles utilisant simultanément différentes interfaces offre de nombreux avantages intéressants, tels que l'accès permanent et omniprésent, la fiabilité, le partage de charge, l'agrégation de bande passante disponible et la sélection d'interface basée sur plusieurs critères, etc. Les terminaux mobiles avec plusieurs interfaces radio ont la possibilité de choisir la "meilleure" interface en fonction de plusieurs paramètres tels que les caractéristiques des applications, les préférences des utilisateurs, les caractéristiques du réseau, les politiques d'opérateur et les contraintes tarifaires, etc. Il devient également possible d'associer les applications aux différentes interfaces de réseau basant sur les exigences d'application. Dans cette thèse, nous abordons le problème de sélection d'interface où un terminal mobile équipé de plusieurs interfaces peut sélectionner à tout moment la meilleure interface ou la meilleure technologie d'accès selon plusieurs critères. Nous considérons le problème de décision pour la sélection d'interface. Le problème de décision est un problème très complexe. On peut avoir les différent approches pour la section d'interface (e.g., fonction de coût, fonction d'utilité, ou la politique). Chaque approche est considérée comme un angle d'attaque. Nous nous intéressons l'approche MADM qui est une approche prometteuse pour la décision avec plusieurs attributs. Nous investiguons ces méthodes dans le contexte de la sélection d'interface. L'objectif fondamental des méthodes MADM est de déterminer la solution optimale parmi plusieurs solutions. MADM comprend de nombreuses méthodes, comme SAW (Simple Additive Weighting), WP (Weighting Product) et TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution). Le premier objectif de ma thèse est d'étudier et d'analyser les méthodes de MADM pour le problème de sélection d'interface. La première contribution est de proposer une étude de simulation qui met en évidence des limites des méthodes de MADM dans le contexte de la sélection d'interface. Par exemple, TOPSIS a le problème "d'anomalie de classement". Ce problème se produit lorsqu'une interface à faible classement est retirée de la liste du candidat (e.g., un réseau est déconnecté), l'ordre de classement des interfaces changera anormalement. La deuxième contribution propose l'algorithme de DiA (Distance to the ideal Alternative) qui permet au terminal mobile de sélectionner dynamiquement la meilleure interface. Nous montrons que DiA n'a pas le problème "d'anomalie de classement" qui est le défaut de la méthode TOPSIS. Les résultats de simulation valident l'algorithme de DiA. La troisième contribution s'attaque au problème d'association flux/interface où un terminal mobile équipé de plusieurs interfaces doit associer une application à l'interface spécifique appropriée. Nous proposons tout d'abord une fonction d'utilité interface. Cette fonction d'utilité permet d'identifier l'interface qui satisfait des besoins d'application et économise la consommation d'énergie du terminal mobile. Nous proposons ensuite un premier modèle d'association flux/interface qui permet d'associer séquentiellement des applications aux interfaces. Les attributs de réseau tels que le délai d'accès et le coût monétaire sont également pris en compte dans le régime. L'algorithme de DiA est utilisé pour classer les interfaces basées sur les valeurs d'utilité interface et les attributs de réseau. Les résultats de simulation sont présentés pour valider le schéma proposé. De plus, nous proposons un deuxième modèle d'association flux/interface. Dans ce modèle, un terminal peut associer simultanément plusieurs applications aux interfaces de réseau. Le modèle vise à maximise l'utilité globale du terminal. Ce problème est un problème d'optimisation. En particulaire, il est lié aux problèmes d'optimisation heuristique stochastique (i.e., méta-heuristique) qui sont principalement basées sur les techniques de recherche dont les solutions et l'ordre de recherche basent sur les procédures aléatoires. En première étape, nous étudions et réalisons une étude de simulation des méthodes d'optimisation heuristique stochastique, e.g., la recherche locale, la recherche de Tabou, la méthode de recuit simulée. Nous proposons ensuite une technique de diversification orientée pour la recherche Tabou comme une amélioration. Cela permet à la recherche Tabou d'éviter de se retrouve piégée plusieurs fois dans l'optimum local et d'augmenter les performances de la recherche Tabou dans notre contexte. Les résultats de simulation montrent que la méthode modifiée a meilleure performance comparée avec les autres algorithmes méta-heuristique dans notre contexte. Nous nous dirigeons ensuite vers une approche au niveau de réseau pour le problème d'association flux/interface. Nous considérons un système des terminaux mobiles multi-interface. Chaque terminal peut associer des applications aux interfaces. Comme plusieurs terminaux en concurrence pour les ressources de réseau commun, le système est modélisé comme un jeu stratégique. Notre objectif est de trouver des stratégies d'équilibre de Nash pour le jeu. Nous avons laissé le jeu évoluer en fonction de la dynamique de Replicateur et observons si le système converge et si les points stationnaires sont des équilibres de Nash. Nous montrons que la dynamique de Replicateur est positivement corrélée et le système est un jeu potentiel. Notre système converge vers des points stationnaires qui comprennent tous les équilibres de Nash. En outre, les points stationnaires sont efficaces car ils optimisent l'utilité du système. Un point intéressant est que nos résultats sont validés pour une fonction d'utilité générale qui dépend de l'état du système. Pour valider notre modèle et démontrer que le système converge vers des équilibres de Nash, nous mettons en œuvre les scénarios de simulation en utilisant un algorithme d'apprentissage Nash avec un schéma d'allocation de bande passante spécifique ainsi que d'une fonction d'utilité qui prend en compte le niveau de satisfaction d'application et la consommation d'énergie.

Multihoming and mobility protocols enable computing devices to stay always best connected (ABC) to the Internet in the heterogeneous wireless environment. The ABC concept affords users the ability to choose the best available access networks and devices that best suit their needs, at any given point in time. With the emergence of multi-interfaced terminals, a mobile node may connect to different access networks simultaneously through multiple interfaces. This is called multihoming, and it allows a user to enjoy the best access for each application as well as other benefits such as fault tolerance, ubiquitous access and load balancing. Also, while the mobile node is moving from one wireless network to another, mobility management is important in keeping the node’s communication active during handover events. Therefore, the heterogeneous wireless environment requires the associated management of both multihoming and mobility since the mobile hosts are mobile and multihomed at the same time. Consequently, the purpose of our research is to compare the prevailing multihoming and mobility management protocols and corresponding implementations in the IPv6 heterogeneous wireless environment, and to identify the suitable protocol framework that supports both multihoming and mobility. The research started out with the study of the prominent host-based multihoming and mobility management protocols and solutions in IPv6. It then proceeded with a comparative qualitative review of the identified multihoming and mobility protocols according to their mechanisms, modes of operation, benefits and drawbacks. From the qualitative review, we identified suitable protocols that showed better performance for management of mobility and/or multihoming. Moreover, this provided a basis for defining the relevant simulation metrics for our comparative quantitative simulation analysis. The quantitative analysis was carried out using simulations on the OMNeT++ software platform, with the objective of comparing the performance of the studied multihoming and mobility protocols. Simulation scenarios were designed for mobility and multihoming cases, implemented and run using pertinent simulation protocol models of OMNeT++. The performance evaluation was investigated in terms of handover latency and rehoming time for mobility and multihoming protocols respectively. The simulation survey focused on the following protocols:Mobile IPv6 (MIPv6), Multiple Care-of Address (MCoA), Host Identity Protocol (HIP) and Stream Control Transmission Protocol (SCTP). Both the qualitative analysis and the results from the simulation study have shown that HIP has the best performance for mobility and multihoming management. Accordingly, our research has identified HIP as the best suitable framework that supports both multihoming and mobility management in IPv6 heterogeneous network environment. In addition, this project has demonstrated that multihomed nodes with multiple addresses experience less impact on real-time communication in case network failures or mobile movements compared to single-homed nodes. / Charles Mugga: +256790506653, Dong Sun: +8615106959570

Digital games are part of the creative industries, which is based on value creation through ideas and creativity. This market has gained relevance due to technology development that attracted both new firms and users. The present dissertation aims to explore three themes: (1) video game market as a two-sided market; (2) the effects of characteristics and behavior of game titles on consoles sales; and (3) project management to develop digital games. Those themes were explored through three articles: the first is a literature review and a bibliometric study of the economic concepts on two-sided market, which focused at identifying main topics, research trends and avenues for futures research. The second text is an analysis on the simultaneous influence of games\' quality and exclusivity on console sales. The last one is a qualitative, multiple-case study to understand, explore and suggest improvements to game project management in the Brazilian market. Findings include: (1) the main authors and topics, trends and developments, from and avenues for future research; (2) combinations of quality and exclusivity can affect console sales either positively or negatively, (3) quality has a predominant effect on sales over games non-exclusivity; and (4) the use of agile methodologies and Design Thinking are diffused among game developers. / Sem resumo.