Adaptive monitoring and management of Internet traffic

par Imed Lassoued

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Chadi Barakat.

Soutenue en 2011

à Nice .

  • Titre traduit

    Solutions adaptatives pour la métrologie et la gestion du trafic de l'Internet


  • Résumé

    Les mesures de trafic permettent aux opérateurs de réseaux de réaliser plusieurs applications de surveillances telles que l’ingénierie du trafic, l’approvisionnement des ressources, la gestion de réseaux, et la détection d’anomalies. Cependant, les solutions existantes présentent plusieurs problèmes, à savoir le problème de scalabilité, le problème de la détection des changements dans le trafic du réseau, et le problème de la perte d’informations significatives sur le trafic. La principale conséquence de cette tendance est un désaccord entre les solutions de surveillance existantes et les besoins croissants des applications de gestion des réseaux ; Ainsi, l’amélioration des applications de surveillance présente un défi majeur et un énorme engagement pour les grands réseaux. Ce défi devient plus difficile avec la croissance remarquable de l’infrastructure d’Internet, l’hétérogénéité des comportements des utilisateurs et l’émergence d’une large variété d’applications réseau. Dans ce contexte, nous présentons la conception d’une architecture centralisée adaptative qui fournit une visibilité sur l’ensemble du réseau grâce à un système cognitif de surveillance de son trafic. Nous considérons les exigences suivantes dans la conception de notre système de surveillance de réseaux. La première souligne le fait que les vendeurs ne veulent pas mettre en œuvre des outils d’échantillonnage sophistiqués qui donne nt de bons résultats dans certaines circonstances. Ils veulent mettre en œuvre des solutions simples et robustes qui sont bien décrites par une certaine norme (i. E. S’Flow, NetFlow). Ainsi, nous décidons de concevoir une nouvelle solution qui utilise des techniques de surveillance existantes et tente de coordonner les responsabilités entre les différents moniteurs afin d’améliorer la précision globale des mesures. La deuxième exigence stipule que le système de surveillance devrait fournir des informations générales sur l’ensemble du réseau0. Pour ce faire, nous adaptons une approche centralisée qui offre une visibilité sur l’ensemble du réseau. Notre système combine les différentes mesures locales en vue d’atteindre le compromis entre l’amélioration de la précision des résultats et le respect des contraintes de surveillance. Et la dernière exigence indique que le système de surveillance devrait régler le problème de scalabilité et respecter les contraintes de surveillance. Par conséquent, notre système repose sur un module de configuration de réseau qui fournit une solution réactive capable de détecter les changements dans les conditions du réseau et d’adapter la configuration des moniteurs à l’état du réseau. De plus, ils évitent les détails et les oscillations inutiles dans le trafic afin de garder la consommation des ressources dans les limites souhaitées. Le module de reconfiguration du réseau utilise des outils locaux de surveillance et ajuste automatiquement et périodiquement leurs taux d’échantillonnage afin de coordonner les responsabilités et répartir le travail entre les différents moniteurs.


  • Résumé

    Traffic measurement allows network operators to achieve several purposes such as traffic engineering, network resources provisioning and management, accounting and anomaly detection. However, existing solutions suffer from different problems namely the problem of scalability to high speeds, the problem of detecting changes in network conditions, and the problem of missing meaningful information in the traffic. The main consequence of this trend is an inherent disagreement between existing monitoring solutions and the increasing needs of management applications. Hence, increasing monitoring capabilities presents one of the most challenging issues and an enormous undertaking in a large network. This challenge becomes increasingly difficult to meet with the remarkable growth of the Internet infrastructure, the increasing heterogeneity of user’s behaviour and the emergence of a wide variety of network applications. In this context, we present the design of an adaptive centralized architecture that provides visibility over the entire network through a net-work-wide cognitive monitoring system. We consider the following important requirements in the design of our network-wide monitoring system. The first underscores the fact that the vendors do not want to implement sophisticated sampling schemes that give good results under certain circumstances. They want to implement simple and robust solutions that are well described by some form of a standard (i. E. SFlow, NetFlow). Thus, we decide to design a new solution that deals with existing monitoring techniques and tries to coordinate responsibilities between the different monitors in order to improve the overall accuracy. The second requirement stipulates that the monitoring system should provide general information of the entire network. To do so, we adopt a centralized approach that provides visibility over the entire network. Our system investigates the different local measurements and correlates their results in order to address the trade off between accuracy and monitoring constraints. Ands the last requirement indicates that the monitoring system should address the scalability problem and respect monitoring constraints. To this end, our system relies on a network configuration module hat provides a responsive solution able to detect changes in network conditions and adapt the different sampling rates to network state. At the same time it avoids unnecessary details and oscillations in the traffic in order to keep the resulting overhead within the desired bounds. The network reconfiguration module deals with local monitoring tools and adjusts automatically and periodically sampling rates in order to coordinate responsibilities and distribute the work between the different monitors.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xvi-140 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 135-140. Résumé en anglais

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 11NICE4110
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