Avec l'apparition des paradigmes de l'intelligence ambiante et de la robotique ubiquitaire, on assiste à l'émergence de nouveaux systèmes intelligents ambiants visant à créer et gérer des environnements ou écosystèmes intelligents d'une façon intuitive et transparente. Ces environnements sont des espaces intelligents caractérisés notamment par l'ouverture, l'hétérogénéité, l'incertitude et la dynamicité des entités qui les constituent. Ces caractéristiques soulèvent ainsi des défis scientifiques considérables pour la conception et la mise en œuvre d'un système intelligent adéquat. Ces défis sont principalement au nombre de cinq : l'abstraction de la représentation des entités hétérogènes, la gestion des incertitudes, la réactivité aux événements, la sensibilité au contexte et l'auto-adaptation face aux changements imprévisibles qui se produisent dans l'environnement ambiant. L'approche par composition dynamique de services constitue l'une des réponses prometteuses à ces défis. Dans cette thèse, nous proposons un système intelligent capable d'effectuer une composition dynamique de services en tenant compte, d'une part, du contexte d'utilisation et des diverses fonctionnalités offertes par les services disponibles dans un environnement ambiant et d'autre part, des besoins variables exprimés par les utilisateurs. Ce système est construit suivant un modèle multicouche, adaptatif et réactif aux événements. Il repose aussi sur l'emploi d'un modèle de connaissances expressif permettant une ouverture plus large vers les différentes entités de l'environnement ambiant notamment : les dispositifs, les services, les événements, le contexte et les utilisateurs. Ce système intègre également un modèle de découverte et de classification de services afin de localiser et de préparer sémantiquement les services nécessaires à la composition de services. Cette composition est réalisée d'une façon automatique et dynamique en deux phases principales: la phase offline et la phase online. Dans la phase offline, un graphe global reliant tous les services abstraits disponibles est généré automatiquement en se basant sur des règles de décision sur les entrées et les sorties des services. Dans la phase online, des sous-graphes sont extraits automatiquement à partir du graphe global selon les tâches à réaliser qui sont déclenchées par des événements qui surviennent dans l'environnement ambiant. Les sous-graphes ainsi obtenus sont exécutés suivant un modèle de sélection et de monitoring de services pour tenir compte du contexte d'utilisation et garantir une meilleure qualité de service. Les différents modèles proposés ont été mis en œuvre et validés sur la plateforme ubiquitaire d'expérimentation du laboratoire LISSI à partir de plusieurs scénarii d'assistance et de maintien de personnes à domicile / With the appearance of the paradigms of the ambient intelligence and ubiquitaire robotics, we attend the emergence of new ambient intelligent systems to create and manage environments or intelligent ecosystems in a intuitive and transparent way. These environments are intelligent spaces characterized in particular by the opening, the heterogeneousness, the uncertainty and the dynamicité of the entities which establish(constitute) them. These characteristics so lift(raise) considerable scientific challenges for the conception(design) and the implementation of an adequate intelligent system. These challenges are mainly among five: the abstraction of the representation of the heterogeneous entities, the management of the uncertainties, the reactivity in the events, the sensibility in the context and the auto-adaptation

We report on our experiences from two user studies (lab experiments) with nearly 300 participants for QoE evaluation using real mobile services and devices in our WiFi network emulation testbed. We briefly introduce our principles for integrating real services in these studies: how we selected relevant services, how we investigated their testability and how we tested them with high efficiency.

This work deals with the wireless Wi-Fi networks, that used unlicenced ISM frequency band 2,4 GHz. These wireless networks are very extended in these days and used mainly for the Internet connection. With the multimedia data transfers expanding it’s necessary to ensure the specific quality of service QoS in wireless networks mainly for applications, which are sensitive to delay or packets lost. The main aim of this work is to describe Wi-Fi networks based on IEEE 802.11b/g/n standards, description of QoS techniques according to IEEE 802.11e standard and description of parameters describing QoS for the VoIP services. The practical part is divided on a two parts. The problems of measuring the radio link quality and the creation of simple program for quality of wireless connection analysis are solved in the first part. The second part incluledes measuring of the lost packets number in Wi-Fi network with the commercial application AirMagnet Laptop Wireless LAN Analyzer and measuring of the signal noise influence with the help of spectrum analyzer and vector signal generator.

This master’s thesis deals abou the transmission of voice in communications networks. The theoretical part describes criteria for optimizing voice, such as quality of service, type of service, level of service, service type, and mean opinion score. Next I describe the Internet Protocol, comparing IPv4 and IPv6, VoIP, including security, protocols and parameters necessary for transmission. Other part is about neural networks. There are basically described the neural network, Hopfield neural network and Kohenen neural network. The research is based on a comparison of the network without ensuring the quality of service and with ensuring quality of service. Then, there are compared two types of switches. Classical switch-controlled sequentially, and switch controlled by neural networks. The overall simulation program is implemented in Opnet Modeler. The conclusion deals with the creation of laboratory tasks in this program to compare the different systems of ensuring quality of service.

We report on our experiences from two user studies (lab experiments) with nearly 300 participants for QoE evaluation using real mobile services and devices in our WiFi network emulation testbed. We briefly introduce our principles for integrating real services in these studies: how we selected relevant services, how we investigated their testability and how we tested them with high efficiency.

There are more and more people watching video streams over the Internet, and this has led to an increase in companies that compete for viewers. To improve the users experience, these companies can measure how their services are performing. The aim of this thesis was to recommend a way to measure the quality of service for a real time video streaming service. Three methods were presented; to buy the information from a content delivery network, extend existing analytics software or build a custom solution using packet sniffing. It was decided to extend existing analytics software. An evaluation was made on which software to extend. Four solutions were compared: Google Analytics, Mixpanel, Ooyala IQ and Piwik. The comparison was made using the analytic hierarchy process, comparing each alternative in their performance in criteria such as API maturity, flexibility, visualization and support. The recommended software to extend when building a real time video streaming service is Ooyala IQ which excel at flexibility and is easy to implement into existing solutions. It also had great capacity, offering no limit on how many events it can track per month, and finally it offers great dedicated support via telephone or email. / Det finns fler och fler personer som tittar på video strömmar på Internet, detta har lett till att nya företag har startats som konkurerar om tittare. För att förbättra kundupplevelsen kan man mäta hur tjänsten presterar. Målet med examensarbetet var att rekommendera hur man kan mäta tjänstekvalite för en realtidsvideoströmningstjänst. Tre olika lösningsförslag presenterades; att köpa informationen från en content delivery network, att bygga vidare på tillgängliga analytisk mjukvara eller att bygga ett eget paketsniffarprogram. Det bestämdes att bygga vidare på tillgänglig analytisk mjukvara. Fyra olika mjukvara jämfördes: Google Analytics, Mixpanel, Ooyala IQ och Piwik. Jämförelsen gjordes med hjälp av analytical hierarchy process, de olika alternativen jämfördes med avseende på: hur moget API:et var, flexibilitet, visualiseringen av data och support. Rekommendationen är att använda sig av Ooyala IQ som utmärker sig med avseende på flexibilitet, det var enkelt att använda deras API i sin egen lösning, det fanns ingen gräns på hur många händelser man kunde lagra per månad, och slutligen så fanns det dedikerad supportpersonal att nå via telefon eller email.

Les cyber-attaques pourraient engendrer des pertes qui sont de plus en plus importantes pour les utilisateurs finaux et les fournisseurs de service. Ces attaques sont, en outre, élevées par une myriade des ressources infectées et comptent surtout sur les réseaux pour être contrôlées, se propager ou endommager. Face à ces risques, il y a un besoin essentiel qui se manifeste dans la réponse à ces nombreuses attaques par des stratégies de défense efficaces. Malgré les multitudes efforts dévouées pour mettre en œuvre des techniques de défense complètes afin de se protéger contre les attaques réseaux; les approches proposées n’ont pas parvenus à satisfaire toutes les exigences. Les stratégies de défense impliquent un processus de détection complété par des actions de mitigation. Parallèlement à l’importance accordée à la conception des stratégies de détection, il est essentiel de fermer la boucle de sécurité avec des techniques efficaces permettant d’atténuer les impacts des différentes attaques. Dans cette thèse, nous proposons une technique pour réagir aux attaques qui abusent les ressources du réseau, par exemple, DDoS, botnet, distribution des vers, etc. La technique proposée s’appuie sur des approches de gestion du trafic et utilise le standard Multiprotocol Label Switching (MPLS) pour gérer le trafic diagnostiqué comme abusant du réseau, tout en invoquant les processus de détection. Les objectifs de notre technique peuvent être résumés comme suit: d’une part, fournir les moyens — par la qualité de service et schémas de routage — à séparer les flux suspects des légitimes, et d’autre part de prendre le contrôle des flux suspects. Nous bénéficions de l’extension du MPLS au niveau d’inter-domaine pour permettre une coopération entre les fournisseurs, permettant par suite la construction d’un mécanisme de défense à grande échelle. Nous développons un système afin de compléter les aspects de gestion de la technique proposée. Ce système effectue plusieurs tâches telles que l’extraction de données d’alerte, l’adaptation de la stratégie et la configuration des équipements. Nous modélisons le système en utilisant une approche de regroupement et un langage de politiques de sécurité afin de gérer de manière cohérente et automatique le contexte et l’environnement dans lequel la technique de mitigation est exécutée. Enfin, nous montrons l’applicabilité de la technique et du système à travers des différentes simulations tout en évaluant la qualité de service dans des réseaux MPLS. L’application de la technique a démontré son efficacité dans non seulement la mitigation des impacts des attaques mais aussi dans l’offre des avantages financiers aux acteurs de la chaîne de sécurité, à savoir les fournisseurs de service / Cyber attacks cause considerable losses not only for end-users but also service providers. They are fostered by myriad of infected resources and mostly rely on network resources for whether propagating, controlling or damaging. There is an essential need to address these numerous attacks by efficient defence strategies. Researchers have dedicated large resources without reaching a comprehensive method to protect from network attacks. Defence strategies involve first a detection process, completed by mitigation actions. Research on detection is more active than on mitigation. Yet, it is crucial to close the security loop with efficient technique to mitigate counter attacks and their effects. In this thesis, we propose a novel technique to react to attacks that misuse network resources, e.g., DDoS, Botnet, worm spreading, etc. Our technique is built upon network traffic management techniques. We use the Multiprotocol Label Switching (MPLS) technology to manage the traffic diagnosed to be part of a network misuse by detection processes. The goals of our technique can be summarized as follows: first to provide the means — via QoS and routing schemes — to segregate the suspicious flows from the legitimate traffic; and second, to take control over suspicious flows. We profit from the enhancement on the inter-domain MPLS to permit a cooperation among providers building a large-scale defence mechanism. We develop a system to complete the management aspects of the proposed technique. This system performs tasks such as alert data extraction, strategy adaptation and equipments configurations. We model the system using a clustering method and a policy language in order to consistently and automatically manage the mitigation context and environment in which the proposed technique is running. Finally, we show the applicability of the technique and the system through simulation. We evaluate and analyse the QoS and financial impacts inside MPLS networks. The application of the technique demonstrates its effectiveness and reliability in not only alleviating attacks but also providing financial benefits for the different players in the mitigation chain, i.e., service providers

La préservation de l’environnement et des ressources naturelles pour les prochaines générations est aujourd’hui considérée comme un des axes les plus prioritaires dans presque tous les secteurs économiques. Le secteur des Technologies de l’Information et de la Communication est loin d’être épargné de cette tendance écologique. Nous considérons dans cette thèse la problématique de la conservation d’énergie dans le contexte technologique actuel caractérisé par: • La coexistence d’une multitude de technologies d’accès sans fil offrant un environnement riche et dynamique • Des terminaux mobiles multimodaux • Limitations persistantes des sources d’énergie sur les terminaux mobiles. Dans ce contexte très riche, les possibilités offertes aux usagers sont à double tranchant. D’un côté, elles peuvent très bien améliorer la QoS en offrant toujours la meilleure connectivité en fonction du contexte de l’utilisateur. D’un autre côté, et sans une bonne optimisation de la consommation d’énergie sur le terminal, la disponibilité de celui-ci peut vite diminuer et donc faire baisser la QoE à cause de l’énergie nécessaire pour gérer plusieurs interfaces radio en parallèle. Nous considérons essentiellement les liens entre les stations de base (ou les point d’accès) et les terminaux mobiles. Notre objectif étant d’analyser la consommation d’énergie sur ces liens pour ensuite proposer des contributions permettant de mieux la maitriser. Nous focalisons essentiellement sur l’exploitation des multiples interfaces et du multi-flux pour étudier, analyser et proposer des solutions dynamiques et adaptatives d’ordonnancement, de sélection et de gestion d’interfaces minimisant la consommation d’énergie / Since the last decades, environmental issues are becoming among the major concerns for most human activities, including the Information and Communication Technologies sector. This will surely influence upcoming networking technologies, architectures and usage practices. New approaches and methodologies are required in order to evaluate and to reduce the Carbon Footprint toward what is commonly denoted as Green Networks. Within the ICT sector, the main efforts are related to energy saving techniques. These efforts started in early stages within wireless technologies, mainly because of energy limitations on mobile devices such as mobile phones and wireless sensors. Additionally, because of health considerations, standardization bodies and government had set stringent policies and limits on electromagnetic radiation levels that can be emitted by radio stations. For these reasons, many academic and industrial research and development activities had led to a number of relatively energy efficient solutions. In this thesis, we consider energy efficiency in the context of Heterogeneous Wireless Access Networks. These are composed of multi-standards wireless network solutions, with non uniform topologies and cell sizes and Multi-Modal mobile terminals able to manage simultaneously different connections. The main contributions of our studies include the proposal of new optimization solutions regarding user association and scheduling techniques at both flow and packet levels for multi-homed mobile terminals. An overall context-based solution is also proposed in order to provide end-to-end energy efficient networking solutions

Progressive download video services, such as YouTube, are responsible for a major part of the transmitted data volume in the Internet and it is expected, that they also will strongly affect mobile networks. Streaming video quality mainly depends on the sustainable throughput achieved during transmission. In order to achieve an acceptable video quality in mobile networks (with limited capacity resources), traffic engineering mechanisms have to be applied. For that, the streaming video quality needs to be measured and monitored permanently. Therefore, the video timestamps which are encoded within the payload of the TCP segments have to be extracted. For that it is necessary to decode the video within the transported payload. Algorithms for decoding Flash Video, MP4 and WebM Video have already been implemented as a demonstration implementation in support of the network based measurement contribution to SG12 by Chemnitz University for TCP encoded progressive download Internet services. In the demonstration, the derived play out buffering from the monitored traffic is being output internally. A second application is then used to graphically display the estimation result. The measurement and estimation is solely done within a measurement point of an operator network without access to the client’s end device.

In der theoretischen Auseinandersetzung mit mobilen Internet-Diensten sind Quality of Service (QoS) und Quality of Experience (QoE) als hochkomplexe und verbundene Konzepte zu erkennen. QoS umfasst dabei die technische Sicht auf das Telekommunikationsnetz, charakterisiert durch leistungsrelevante Parameterwerte (z. B. Durchsatz und Latenz). QoE hingegen bezieht sich auf die Bewertung des Nutzererlebnisses (z. B. Zufriedenheit und Akzeptanz). Zur gemeinsamen Erklärung bedarf es einer multi- bzw. interdisziplinären Betrachtung zwischen Ingenieurs- und Humanwissenschaften, da neben der Technik auch der Mensch als Nutzer in den QoS-QoE-Zusammenhang involviert ist. Ein mehrschichtiges Modell erfasst die relevanten Einflussfaktoren und internen Zusammenhänge zwischen QoS und QoE sowohl aus Netz- als auch Nutzersicht. Zur Quantifizierung des Zusammenhangs konkreter Werte in einer empirischen QoE-Evaluation wurde ein umfangreiches psychophysikalisches Laborexperiment konzipiert. Das dafür entwickelte Netzemulations-Testbed erlaubt mobiltypische Netz- und Nutzungssituationen gezielt in einem Testparcours zusammenzubringen. Die formulierten Prinzipien zur Testrelevanz, -eignung und -effizienz berücksichtigen hierbei die Besonderheiten des Testaufbaus und -designs mit echten Endgeräten und Diensten. Die Ergebnisse von über 200 Probanden bestätigen die vorhergesagten QoS-QoE-Charakteristiken der sechs untersuchten Dienste als kontinuierlich-elastisch bzw. sprunghaft-fest. Dienstspezifisch lässt sich jeweils von einem angestrebten Grad der Nutzerzufriedenheit auf die notwendigen Werte der QoS-Netzparameter schließen, woraus sich ein QoS-QoE-Zufriedenheitskorridor zwischen einem unteren und oberen Schwellwert ergibt. Teilweise sind dabei QoS-unabhängige Faktoren, z. B. die Art der Präsentation der Stimuli in der App auf dem Endgerät, als ebenso relevant zu erkennen wie die QoS-Netzparameter selbst. / The thesis is centered on the relationship of Quality of Service (QoS) and Quality of Experience (QoE) for mobile Internet services. While QoS covers the technical view on the telecommunications network characterized by performance-related parameter values (e.g. throughput and latency), QoE refers to the assessment of the user experience (e.g. satisfaction and acceptability) in the use of the services. In the thesis QoS and QoE are revealed as highly complex and related concepts in theoretical contemplation. Integrating both concepts requires a multidisciplinary or interdisciplinary approach between engineering and human sciences to consider both - technological aspects of the network as well the human user. The designed multilayered model appropriately integrates the technical network view as well as the user's perspective by considering all relevant factors of influence and all internal relationships between QoS and QoE. The conducted extensive psychophysical laboratory experiment with real users, devices and services quantifies the relationship between specific QoS values and specific QoE values. A testbed developed for network emulation allows combining typical mobile network situations with typical usage situations in a controlled and focused manner. The three elaborated principles to test for relevance, suitability and efficiency take into account the special features of the test setup and test design. Test results gained from more than 200 volunteers confirm the predicted QoS-QoE-characteristics of the six tested mobile services to be either elastic or non-elastic. It is possible to conclude from the desired degree of user satisfaction on the necessary values of the QoS network parameters, which results in a QoS-QoE-corridor between lower and upper threshold values. Findings prove that QoS-independent factors, e.g. the type of presentation of the stimuli in the app on the user’s device, can be as relevant for QoE as the evaluated QoS network parameters themselves.