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Previous issue date: 2017-06-28 / Inicialmente as pesquisas relacionadas a Internet eram focadas em melhoramentos na velocidade de transmissão de dados, capacidade e cobertura geográfica. Atualmente medição, modelagem e análise em redes de computadores, particularmente classificação de tráfego, tornaram-se pontos cruciais para manutenção do funcionamento da rede, principalmente devido ao constante crescimento das redes de computadores, com relação ao tamanho físico, a complexidade topológica e a diversidade de serviços. Sistemas de Inspeção Profunda de Pacotes (do inglês, Deep Packet Inspection – DPI) vem se tornando um importante artifício para análise de tráfego de rede, uma vez que a classificação de aplicações baseando-se nas portas perdeu a confiabilidade, especialmente devido ao tunelamento de protocolos bem como ao uso indevido de portas padrões. Por exemplo, softwares P2P ou Proxy podem utilizar-se de portas não bloqueadas para burlar regras de firewalls. Assim, o conceito de Inspeção Profunda de Pacotes pode ser definido como uma análise minuciosa do conteúdo do pacote, no qual se verifica o payload (carga útil) com o intuito de buscar padrões conhecidos que identifiquem a aplicação que o gerou. Desta forma, o pacote pode ser tratado de acordo com as políticas de firewall que regem aquela rede de computadores. O objetivo desta dissertação foi identificar os “gargalos” no sistema nDPI através da verificação das etapas que compõem o funcionamento de um sistema de inspeção profunda de pacotes, mensurar cada uma dessas etapas e modelar o sistema através da teoria das filas, bem como utilizando o software Arena, realizar a simulação e validação do modelo apresentado. Esta pesquisa optou por analisar o sistema nDPI, por ser open-source e ter um ótimo desempenho dentre os demais sistemas classificadores de tráfego. Dessa forma foi possível identificar gargalos que possam existir nesses sistemas, facilitando o desenvolvimento dessas ferramentas. Tal tarefa é necessária tendo em vista que, com a crescente demanda por links de grandes velocidades, sistemas que possam classificar corretamente o tráfego em redes de altas velocidades são fundamentais ao bom funcionamento das redes de computadores. Observou-se que a modularização de um sistema de inspeção profunda de pacotes é essencial para a correta análise deste. A análise realizada demonstra que a teoria das filas é um bom método analítico para modelagem de um sistema de inspeção profunda de pacotes, uma vez que as características dos módulos deste sistema são semelhantes as características de uma rede de filas de espera, possuindo processo de chegada, processamento e saída. Os resultados demonstram que o processo de classificação do payload é a etapa que demanda maior tempo dentre as etapas existentes no sistema. No entanto os testes apresentam que em links de até 1 Gbps praticamente não houve a formação de filas de espera no sistema analisado. / Initially, the research about the Internet focused on improvements in data transmission speed, capacity, and geographic coverage. Currently measurement, modeling and analysis in computer networks, particularly traffic classification, have become crucial factors for maintenance of network operation. Mainly due to the constant growth of computer networks, especially with respect to the physical size, the topological complexity and the diversity of services. Deep Packet Inspection (DPI) has become an important artifice for analyzing network traffic. Since the port-based classification of applications has lost its reliability, especially due to protocol tunneling as well as improper use of standard ports. For example, P2P or Proxy software can use unlocked ports to circumvent firewalls rules. The concept of Deep Packet Inspection can be defined as an thorough analysis of the contents of the packet, in which the payload is search for known patterns in order to identify the application that generated it. In this way, the packet can be handled in accordance with the firewall policies that govern that computer network. The objective of this dissertation was to identify the “bottlenecks” in the nDPI system by verifying the steps that make up the operation of DPI system, to measure each one of these stages and to model the system through of the queuing theory. As well, using the Arena software perform the simulation and validation of the presented model. This research opted to analyze the nDPI system, because it is open-source and performs optimally among other traffic classifier systems. This way it will be possible to identify bottlenecks that may exist in these systems, facilitating the development of these tools. Such a task is necessary because, with the increasing demand for high-speed links, systems that can correctly classify traffic in high-speed networks are fundamental to the proper functioning of computer networks. It was observed that the modularization of a DPI system is essential for its correct analysis. The analysis performed demonstrates that queuing theory is a good analytical method for modeling a deep packet inspection system, since the characteristics of the modules of this system are similar to the characteristics of a network queue, possessing arrival, processing and exit. The results show that the payload classification process is the stage that demands the most time among the steps in the system. However the tests show that in links of up to 1 Gbps there was practically no queuing in the analyzed system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/25608 |
| Date | 28 June 2017 |
| Creators | COSTA, Diego Pereira Martins da |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/8598484164048317, FERNANDES, Stênio Flávio de Lacerda, ANTONELLO, Rafael Thyago |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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