Algorithmes avancés pour la cartographie d'Internet

Improved algorithms for capturing Internet maps

• Auteur / Autrice : Kevin Vermeulen
• Direction : Prométhée Spathis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 02/06/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIP6 (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Cristel Pelsser
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Clémence Magnien, Anja Feldmann, Timur Friedman
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cristel Pelsser, Jim Kurose

Mots clés

Mots clés contrôlés

Topologie

Routage (informatique)

Internet

Mots clés libres

Réseaux

Internet

Mesures

Topologie

Résolution d’alias

Répartition de charge

Networks

Internet

Measurements

Topology

Résumé

Internet joue aujourd’hui un rôle crucial dans notre vie quotidienne. Aussi appelé “réseaux des réseaux”, Internet est un réseau géant composé de milliers de réseaux interconnectés. Ces réseaux sont composés de routeurs, eux-mêmes possédant de multiples interfaces, qui s’interconnectent pour transporter le trafic d’un point à un autre. Toutes ces interconnections forment une structure appelée topologie d’Internet, qui intéresse la communauté scientifique depuis sa création. Une meilleure compréhension de la topologie d’Internet permet de répondre à des questions comme: Quels pays mon trafic traverse-t-il? Est-ce qu’Internet est robuste en cas de panne? Ces questions concernent implicitement des milliards d’utilisateurs, et motivent cette thèse pour mieux capturer la topologie d’Internet. Les informations topologiques relevant souvent du secret industriel, les chercheurs effectuent des mesures depuis des points connectés à Internet pour les révéler. Cette thèse présente de nouvelles techniques de mesures qui permettent une meilleure vue de la topologie d’Internet. Au niveau IP, celle-ci présente la dernière évolution de traceroute, et le premier système capable de cartographier les chemins à répartition de charge sur l’ensemble d’IPv4 en 2,5 jours, fournissant la vue la plus complète d’un serveur jamais obtenue. Au niveau routeur, celle-ci présente la première technique de résolution d’alias basée sur le “ICMP rate limiting”. Cette thèse permettra des études plus exhaustives, grâce à la complétude des topologies découvertes, ainsi que des perspectives d’études sur les dynamiques de la topologie d’Internet.

The Internet is nowadays a major component of our lives. Also called the network of the networks, the Internet is a giant network composed of thousands of interconnected networks. These networks are composed of routers, themselves having multiple interfaces, that connect to each other to be able to carry the traffic from one point to another. All these connections form a structure, called the Internet topology, that has been questioning the scientific community since its creation. A better knowledge of the Internet topology helps to answer questions such as: Which countries the traffic is crossing? Is the Internet robust to outages? These questions implicitly concern billions of users, and motivate this work to better capture the Internet topology. Network topology being often considered as an industrial secret, researchers perform measurements from vantage points connected to the Internet to reveal it. This thesis presents new measurement techniques that provide a more complete view of the Internet topology. At IP level, it presents the last evolution of the well known traceroute tool and the first system capable of mapping all the IPv4 load balanced paths in 2.5 days, providing the most complete view of the IP level topology from a single server ever obtained. At router level, it presents the first alias resolution technique based on ICMP rate limiting. This thesis will allow more thorough studies of the Internet trough the completeness of the topology discovered, and open the possibility of studying new aspects of the Internet topology, such as short and long terms dynamics.