Direction de recherche : Renata CRUZ TEIXEIRA

Co-encadrement : DIOT Christophe

Surveillance des routes et de la connectivité de bout en bout des chemins d'Internet pour la tomographie de réseau

Régulièrement, des pannes sur Internet ont un impact négatif pour les utilisateurs finaux et les fournisseurs d'accès. Il est important que ceux-ci diagnostiquent (c'est à dire qu'ils détectent, identifient, et trouvent une solution) les problèmes de réseau dus aux pannes rapidement afin de les corriger ou les contourner. Les opérateurs de réseau peuvent utiliser les données de supervision collectées par les routeurs pour détecter et identifier les pannes dans les systèmes autonomes qu'ils supervisent. Malheureusement, à part dans ce cas spécifique, les données de supervision ne sont pas disponibles ou sont insuffisantes pour identifier chaque type de panne. C'est pourquoi les utilisateurs finaux et les opérateurs de réseau ont recours à des mesures actives de bout-en-bout pour diagnostiquer les pannes. Dans cette thèse, nous nous chargeons des deux premières étapes du diagnostic des pannes de réseau, c'est à dire les étapes de détection et d'identification. Les algorithmes de tomographie binaire sont très prometteurs pour les opérateurs en leur offrant de détecter et identifier les pannes de réseau. En particulier, celles qui ne peuvent pas être détectées à partir des données des routeurs. Malgré l'attention portée aux algorithmes de tomographie binaire, deux obstacles ont empêché la mise en pratique de la tomographie des réseaux : (1) le manque de ressources pour mesurer les chemins avec une fréquence suffisante pour la détection de tous les changements de routage et la maintenance d'une topologie à jour du réseau ; (2) l'incapacité à distinguer les pannes des pertes dues à la congestion, ainsi que l'impossibilité de synchroniser les mesures de bout-en-bout qui nécessitent préalablement de construire des matrices de connectivité. Cette thèse conçoit des techniques de mesure pour suivre les changement de chemins et de connectivité de bout-en-bout. Nous montrons que les chemins Internet sont généralement stables mais traversent parfois des périodes de fluctuations rapides. Nous tirons parti de ce comportement pour concevoir un prédicteur de changements de chemins. DTrack, notre système de surveillance, utilise notre prédicteur pour concentrer les mesures sur les chemins qui fluctuent. Il augmente donc significativement le nombre de changements détectés et réduit également leur temps de détection. Nous mettons aussi en oeuvre un méthode de confirmation qui fait la différence entre les pertes de paquets et les pannes sur les chemins Internet. Enfin, nous concevons des stratégies d'aggrégation pour combiner des mesures de statut provenant de plusieurs moniteurs en une matrice de connectivité cohérente. DTrack répond au premier obstacle à la mise en pratique de la tomographie, tandis que nos méthodes de confirmation et d'agrégation répondent au second. Nous concevons et évaluons nos techniques à l'aide de modèles analytiques, de simulations avec des traces réelles, d'expériences en milieu contrôlé avec Emulab, ainsi que des déploiement à large échelle sur Planetlab. Nous montrons que nos techniques permettent l'identification précise de toutes les pannes dont la durée excède une durée cible choisie. Nos techniques réduisent en outre de deux ordres de grandeur le nombre de fausses alarmes.

Publications 2008-2011

• 2011
  • I. Cunha : “Tracking Internet Routes and Path Reachability for Network Tomography”, soutenance de thèse, soutenance 07/07/2011, direction de recherche Cruz teixeira, Renata, co-encadrement : Diot, Christophe (2011)
  • I. Cunha, R. Teixeira, D. Veitch, Ch. Diot : “Predicting and Tracking Internet Path Changes”, ACM SIGCOMM, Toronto, Canada, pp. 122-133, (ACM) (2011)
  • I. Cunha, R. Teixeira, Ch. Diot : “Measuring and Characterizing End-to-End Route Dynamics in the Presence of Load Balancing”, PAM 2011 - 12^th International Conference on Passive and Active Measurement, Atlanta, GA, United States, pp. 235-244, (Springer) (2011)
• 2009
  • I. Cunha, R. Teixeira, N. Feamster, Ch. Diot : “Measurement Methods for Fast and Accurate Blackhole Identification with Binary Tomography”, ACM Internet Measurement Conference (IMC), Chicago, IL, United States, pp. 254-266, (ACM) (2009)
  • I. Cunha, F. Silveira, R. Oliveira, R. Teixeira, Ch. Diot : “Uncovering Artifacts of Flow Measurement Tools”, Passive And Active Measurement Conference (PAM 2009), vol. 5448, Lecture Notes in Computer Science, Seoul, Korea, Republic of, pp. 187-196, (Springer) (2009)
• 2008
  • I. Cunha, R. Teixeira, N. Feamster, Ch. Diot : “Distinguishing Persistent Failures from Transient Losses”, The 4^th ACM International Conference on emerging Networking EXperiments and Technologies (ACM CoNEXT 2008), Madrid, Spain, pp. 50, (ACM) (2008)