<p>I dagsläget används VPN allt mer bland företagen för att ansluta till olika nätverk. Detta kan medföra att routingtabellen blir alltför stor och det kan i sin tur påverka processorbelastningen på routern som delar ut alla VPN.Detta arbete hade som syfte att granska om det är några märkbara prestandaskillnader på en routers processor när olika routingprotokoll används tillsammans med VRF. Protokollen som detta arbete tog upp var BGP, OSPF och RIP.Tre olika nätverks-scenarier skapades där olika tester genomfördes för de tre nämnda routingprotokollen. Det gjordes även tester på routrar när ingen VRF användes för att jämföra resultaten. Testerna bestod av att granska processorbelastningen på routrar när det fanns många rutter i nätverket och när nätverket var belastat med trafik.Testernas visade att skillnaden mellan BGP och OSPF inte är särskilt stor, men när RIP användes så steg processorbelastningen markant när nätverket hade många rutter. Om däremot VRF användes tillsammans med RIP så sjönk belastningen avsevärt på vissa routrar.</p>

I dagsläget används VPN allt mer bland företagen för att ansluta till olika nätverk. Detta kan medföra att routingtabellen blir alltför stor och det kan i sin tur påverka processorbelastningen på routern som delar ut alla VPN.Detta arbete hade som syfte att granska om det är några märkbara prestandaskillnader på en routers processor när olika routingprotokoll används tillsammans med VRF. Protokollen som detta arbete tog upp var BGP, OSPF och RIP.Tre olika nätverks-scenarier skapades där olika tester genomfördes för de tre nämnda routingprotokollen. Det gjordes även tester på routrar när ingen VRF användes för att jämföra resultaten. Testerna bestod av att granska processorbelastningen på routrar när det fanns många rutter i nätverket och när nätverket var belastat med trafik.Testernas visade att skillnaden mellan BGP och OSPF inte är särskilt stor, men när RIP användes så steg processorbelastningen markant när nätverket hade många rutter. Om däremot VRF användes tillsammans med RIP så sjönk belastningen avsevärt på vissa routrar.

Avsikten med detta arbete har varit att undersöka huruvida någon prestandaskillnad föreligger mellan nätverksnodernas vidarebefordring av prioriterad trafik i en nätverksmiljö med Quality of service-funktioner (QoS) implementerade och nätverksnodernas arbete i samma nätverksmiljö med separata, virtuella nätverk uppsatta med hjälp av Virtual routing and forwarding (VRF). Målet var att resultatet ska ha möjlighet att väga in när för- och nackdelar mellan olika sätt att separera nätverkstrafik jämförs ur prestandasynpunkt. Rapporten beskriver arbetet med samt resultatet av ett empiriskt experiment som kontrollerade VRF:ers påverkan på QoS-funktioner. Ett fysiskt nätverk sattes upp för att kontrollera hur QoS påverkades av logisk separering av experimentmiljöns nätverk på lager tre med hjälp av VRF. I detta nätverk utfördes även ett kontrollexperiment utan logisk separation för att skapa en baseline samt ett experiment där separering utfördes med hjälp av accesslistor. För varje experimentfas skickades en videoström genom experimentmiljön för att mäta End to end delay, Packet loss och Jitter, samt webbside requests för att upp mäta Round trip time. Detta testförfarande utfördes tre gånger per experimentfas.   I experimenten kunde ingen Packet loss uppmätas vilket tyder på att QoS fungerade som avsett, även med VRF. Vissa förändringar för nätverksnoderna behövde genomföras beroende på teknik, vilket gjorde att det blev svårt att dra en slutsats av resultaten för End to end delay, Jitter och Round trip time.

Ce document est dédié à mes travaux de recherche développés au cours des six dernières années sur la conception et l'évaluation de systèmes de réseaux sans fil et est le résultat d'un certain nombre de collaborations. En particulier, mon objectif principal a été le soutien à la livraison fiable de données dans les réseaux sans fil auto-organisés. La question centrale, qui a guidée mes activités de recherche, est la suivante: "quels sont les services réseaux sous-jacents à la bonne conception de stratégies de communication sans fil dans les systèmes de réseaux auto-organisés (fixe ou mobile)?". Les réseaux auto-organisés (WSONs) ont des caractéristiques intrinsèques et, par conséquent, nécessitent des solutions particulières qui les distinguent des réseaux traditionnels basés sur des graphes. Les différents types de WSONs nécessitent des services adaptatifs ciblés pour faire face à leur nature (i.e., la mobilité, la limitation des ressources, le manque de fiabilité des communications sans fil,. . .) et pour trouver une adéquation entre leur fonctionnement et l'environnement. Influencée par de telles observations, mes activités de recherche ont été guidées par l'objectif principal de fournir au niveau du réseau un soutien à la livraison fiable de données dans les réseaux sans fil auto-organisés. Les axes de recherche, que j'ai développés avec mes collègues dans ce contexte, sont classés comme étant des services adaptifs "au niveau noeud" et "au niveau réseau" et se distinguent par le niveau auquel l'adaptation est considérée. Mes contributions, liées à la première catégorie de service, reposent sur les services de localisation et de découverte de voisinage. En raison de la limitation de page, ce manuscrit est, cependant, consacré à la recherche que j'ai menée autour des services adaptatifs au niveau du réseau. Par conséquent, il est structuré en trois chapitres principaux correspondants à trois classes de services réseaux : des services de gestion de la topologie, des services de gestion des données et des services de routage et d'acheminement. Ma première contribution concerne des services de gestion de la topologie, qui sont réalisés grâce à l'adaptation des noeuds - en imposant une hiérarchie dans le réseau via la clusterisation ou en supprimant des noeuds du graphe du réseau en les éteignant - et par la mobilité contrôlée - qui affecte à la fois la présence de noeuds et de liens, ainsi que la qualité des liens dans le graphe du réseau. Se basant sur l'adaptation de noeuds, le protocole SAND, les systèmes VINCOS et NetGeoS qui portent respectivement sur la conservation d'énergie et sur l'auto-structuration des réseaux de capteurs sans fil (WSN) ont été proposés. Ensuite, se basant sur la mobilité contrôlée, des propositions, liées à la conception de trajectoire de Hilbert et du protocole Cover, ont été présentées. Elles se concentrent sur le déploiement de solutions pour la couverture de zone avec des noeuds mobiles et ont été conçues pour surveiller périodiquement une zone géographique ou pour couvrir des noeuds de capteurs mobiles (cibles). Considérant les services de gestion de données, mes contributions se rapportent à la collecte des données - qui implique des solutions de distribution de données avec des objectifs liés a l'organisation - et la diffusion des données - où les flux de données sont dirigés vers le réseau. Pour cela, les protocoles DEEP et Supple ont été conçus pour les réseaux de capteurs sans fil, tandis que FairMix et VIP delegation se concentrent sur la diffusion d'information dans les réseaux sans fil sociaux. En particulier, afin d'améliorer la diffusion des données, FairMix et VIP delegation, exploitent les similarités des intérêts sociaux des personnes ou des groupes dans les réseaux fixes ou l'aspect social de leurs interactions sans fil dans les réseaux mobiles. Finalement, mes travaux sur les services adaptatifs d'acheminement attaquent la problèmatique de la connectivité opportuniste dans les réseaux sans fil tolérants aux délais. Dans ce contexte, les protocoles Seeker et GrAnt ont été conçus et utilisent respectivement l'histoire du contact entre les noeuds (les schémas de contact et de communication) et les propriétés des réseaux sociaux de noeuds afin de prédire les futures rencontres et de mieux ajuster les décisions de transfert. Au regard des nouvelles possibilités de communication et du changement dynamique observé au cours des dernières années dans les réseaux sans fil, mes activités de recherche se sont progressivement orientés des réseaux auto-organisés connectés vers les réseaux connectés par intermittence et opportunistes. De cette façon, mes perspectives de recherche future sont: (1) tirer profit des schémas de mobilité incontrôlée des dispositifs mobiles pervasifs pour améliorer les efforts de perception collaborative; (2) regarder plus en profondeur les techniques de génération de graphes sociaux à partir des traces décrivant les contacts entre les noeuds; (3) étudier quels sont les facteurs ayant un impact (positif ou négatif) sur le succès de la diffusion de l'information dans les réseaux sociaux mobiles, et (4) étudier la possibilité d'adapter le codage réseau à la diffusion d'information dans les réseaux sociaux mobiles.

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

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