Towards expressive rule induction on IP network event streams

In order to gain insights into events and issues that may cause errors and outages in parts of IP networks, intelligent methods that capture and express causal relationships online (in real-time) are needed. Whereas generalised rule induction has been explored for non-streaming data applications, its application and adaptation on streaming data is mostly undeveloped or based on periodic and ad-hoc training with batch algorithms. Some association rule mining approaches for streaming data do exist, however, they can only express binary causal relationships. This paper presents the ongoing work on Online Generalised Rule Induction (OGRI) in order to create expressive and adaptive rule sets real-time that can be applied to a broad range of applications, including network telemetry data streams.

IP network usage accounting

De modo a manter políticas de utilização aceitável dos seus serviços de Internet, a NOS Madeira tem usado um sistema de fabrico próprio onde os clientes são catalogados de acordo com o tráfego que realizam. Contudo, esse sistema tornou-se demasiado antigo para as necessidades atuais da empresa. Usava tecnologias descontinuadas, não tinha interfaces de integração, faltava modularidade e não tinha a flexibilidade necessária para expandir as regras de negócio. Este projeto centra-se na implementação de um dos três subsistemas que substituem o sistema antigo: o subsistema controlador. O objetivo é modernizar, facilitar a manutenção e garantir maior flexibilidade. Tudo isto com recurso a linguagens de programação atuais como o PHP, ferramentas como a Zend Framework e mantendo em mente as melhores práticas de programação. São apresentados a especificação e modelação do sistema, assim como todos os detalhes da implementação em conjunto com as decisões e problemas encontrados. Os testes e resultados, incluindo a entrada com sucesso em produção do sistema, juntamente com sugestões de melhorias futuras concluem este trabalho.

IP network usage accounting, parte 2: accounting system

O controlo de banda larga é um conceito importante quando lidamos com redes de larga escala. Os ISPs precisam de garantir disponibilidade e qualidade de serviço a todos os clientes, enquanto garantem que a rede como um todo não fica mais lenta. Para garantir isto, é necessário que os ISPs recolham dados de tráfego, analisem-nos e usem-nos para definir a velocidade de banda larga de cada cliente. A NOS Madeira implementou, durante vários anos, um sistema semelhante. No entanto, este sistema encontrava-se obsoleto, sendo necessário construir um novo, totalmente de raíz. Entre as limitações encontrava-se a impossibilidade de alterar os algoritmos de análise de tráfego, fraca integração com os serviços de gestão de rede da NOS Madeira e reduzida escalabilidade e modularidade. O sistema IP Network Usage Accounting é a resposta a estes problemas. Este projeto foca-se no desenvolvimento do subsistema Accounting System, o segundo dos três subsistemas que compõem o sistema IP Network Usage Accounting. Este subsistema, implementado com sucesso e atualmente em produção na NOS Madeira, é responsável por analisar os dados referidos acima e usar os resultados dessa análise para direcionar a disponibilidade de banda larga, de acordo com o uso da rede de cada cliente.

Packet flow analysis in IP networks using data-flow analysis

Static analysis (aka offline analysis) of a model of an IP network is useful for understanding, debugging, and verifying packet flow properties of the network. Data-flow analysis is a method that has typically been applied to static analysis of programs. We propose a new, data-flow based approach for static analysis of packet flows in networks. We also investigate an application of our analysis to the problem of inferring a high-level policy from the network, which has been addressed in the past only for a single router.

Examples of Network Flow Verification Using TRAFFIC(X)

In our previous work, we developed TRAFFIC(X), a specification language for modeling bi-directional network flows featuring a type system with constrained polymorphism. In this paper, we present two ways to customize the constraint system: (1) when using linear inequality constraints for the constraint system, TRAFFIC(X) can describe flows with numeric properties such as MTU (maximum transmission unit), RTT (round trip time), traversal order, and bandwidth allocation over parallel paths; (2) when using Boolean predicate constraints for the constraint system, TRAFFIC(X) can describe routing policies of an IP network. These examples illustrate how to use the customized type system.

Controle em tempo real de robôs através de redes IP

Com o intuito de utilizar uma rede com protocolo IP para a implementação de malhas fechadas de controle, este trabalho propõe-se a realizar um estudo da operação de um sistema de controle dinâmico distribuído, comparando-o com a operação de um sistema de controle local convencional. Em geral, a decisão de projetar uma arquitetura de controle distribuído é feita baseada na simplicidade, na redução dos custos e confiabilidade; portanto, um diferencial bastante importante é a utilização da rede IP. O objetivo de uma rede de controle não é transmitir dados digitais, mas dados analógicos amostrados. Assim, métricas usuais em redes de computadores, como quantidade de dados e taxa de transferências, tornam-se secundárias em uma rede de controle. São propostas técnicas para tratar os pacotes que sofrem atrasos e recuperar o desempenho do sistema de controle através da rede IP. A chave para este método é realizar a estimação do conteúdo dos pacotes que sofrem atrasos com base no modelo dinâmico do sistema, mantendo o sistema com um nível adequado de desempenho. O sistema considerado é o controle de um manipulador antropomórfico com dois braços e uma cabeça de visão estéreo totalizando 18 juntas. Os resultados obtidos mostram que se pode recuperar boa parte do desempenho do sistema.

Uma arquitetura P2P baseada na hierarquia do endereçamento IP com roteamento unificado

There are some approaches that take advantage of unused computational resources in the Internet nodes - users´ machines. In the last years , the peer-to-peer networks (P2P) have gaining a momentum mainly due to its support for scalability and fault tolerance. However, current P2P architectures present some problems such as nodes overhead due to messages routing, a great amount of nodes reconfigurations when the network topology changes, routing traffic inside a specific network even when the traffic is not directed to a machine of this network, and the lack of a proximity relationship among the P2P nodes and the proximity of these nodes in the IP network. Although some architectures use the information about the nodes distance in the IP network, they use methods that require dynamic information. In this work we propose a P2P architecture to fix the problems afore mentioned. It is composed of three parts. The first part consists of a basic P2P architecture, called SGrid, which maintains a relationship of nodes in the P2P network with their position in the IP network. Its assigns adjacent key regions to nodes of a same organization. The second part is a protocol called NATal (Routing and NAT application layer) that extends the basic architecture in order to remove from the nodes the responsibility of routing messages. The third part consists of a special kind of node, called LSP (Lightware Super-Peer), which is responsible for maintaining the P2P routing table. In addition, this work also presents a simulator that validates the architecture and a module of the Natal protocol to be used in Linux routers

Performance analysis of smart grid communication protocol DNP3 over TCP/IP in a heterogeneous traffic environment

This paper presents simulation results of the DNP3 communication protocol over a TCP/IP network, for Smart Grid applications. The simulation was performed using the NS-2 network simulator. This study aimed to use the simulation to verify the performance of the DNP3 protocol in a heterogeneous LAN. Analyzing the results it was possible to verify that the DNP3 over a heterogeneous traffic network, with communication channel capacity between 60 and 85 percent, it works well with low packet loss and low delay, however, with traffic values upper 85 percent, the DNP3 usage becomes unfeasible because the information lost, re-transmissions and latency are significantly increased. © 2013 IEEE.

Sperimentazione di protocolli di routing ip su piattaforme raspberry pi.

Tesi mirata allo studio dei protocolli di routing IP utilizzati per l'inoltro dei pacchetti in una topologia non banale. Sono state utilizzate macchine Linux Raspberry Pi per il loro costo e ingombro per costruire la rete. In particolare, è stata implementata una rete caratterizzata da sette router divisi in tre aree distinte, ai quali sono state connesse sette LAN. Si è installato e utilizzato il software quagga per attivare il protocollo OSPF (Open Shortest Path First). Per limitare i dispositivi fisici si è utilizzato il software Mininet per virtualizzare switch e LAN. Infine, sono stati trattati elementi teorici del routing su Internet, applicati alla rete creata per verificarne il funzionamento.

Analysis, monitoring, and management of quality of experience in video delivery services over IP

Esta tesis estudia la monitorización y gestión de la Calidad de Experiencia (QoE) en los servicios de distribución de vídeo sobre IP. Aborda el problema de cómo prevenir, detectar, medir y reaccionar a las degradaciones de la QoE desde la perspectiva de un proveedor de servicios: la solución debe ser escalable para una red IP extensa que entregue flujos individuales a miles de usuarios simultáneamente. La solución de monitorización propuesta se ha denominado QuEM(Qualitative Experience Monitoring, o Monitorización Cualitativa de la Experiencia). Se basa en la detección de las degradaciones de la calidad de servicio de red (pérdidas de paquetes, disminuciones abruptas del ancho de banda...) e inferir de cada una una descripción cualitativa de su efecto en la Calidad de Experiencia percibida (silencios, defectos en el vídeo...). Este análisis se apoya en la información de transporte y de la capa de abstracción de red de los flujos codificados, y permite caracterizar los defectos más relevantes que se observan en este tipo de servicios: congelaciones, efecto de “cuadros”, silencios, pérdida de calidad del vídeo, retardos e interrupciones en el servicio. Los resultados se han validado mediante pruebas de calidad subjetiva. La metodología usada en esas pruebas se ha desarrollado a su vez para imitar lo más posible las condiciones de visualización de un usuario de este tipo de servicios: los defectos que se evalúan se introducen de forma aleatoria en medio de una secuencia de vídeo continua. Se han propuesto también algunas aplicaciones basadas en la solución de monitorización: un sistema de protección desigual frente a errores que ofrece más protección a las partes del vídeo más sensibles a pérdidas, una solución para minimizar el impacto de la interrupción de la descarga de segmentos de Streaming Adaptativo sobre HTTP, y un sistema de cifrado selectivo que encripta únicamente las partes del vídeo más sensibles. También se ha presentado una solución de cambio rápido de canal, así como el análisis de la aplicabilidad de los resultados anteriores a un escenario de vídeo en 3D. ABSTRACT This thesis proposes a comprehensive approach to the monitoring and management of Quality of Experience (QoE) in multimedia delivery services over IP. It addresses the problem of preventing, detecting, measuring, and reacting to QoE degradations, under the constraints of a service provider: the solution must scale for a wide IP network delivering individual media streams to thousands of users. The solution proposed for the monitoring is called QuEM (Qualitative Experience Monitoring). It is based on the detection of degradations in the network Quality of Service (packet losses, bandwidth drops...) and the mapping of each degradation event to a qualitative description of its effect in the perceived Quality of Experience (audio mutes, video artifacts...). This mapping is based on the analysis of the transport and Network Abstraction Layer information of the coded stream, and allows a good characterization of the most relevant defects that exist in this kind of services: screen freezing, macroblocking, audio mutes, video quality drops, delay issues, and service outages. The results have been validated by subjective quality assessment tests. The methodology used for those test has also been designed to mimic as much as possible the conditions of a real user of those services: the impairments to evaluate are introduced randomly in the middle of a continuous video stream. Based on the monitoring solution, several applications have been proposed as well: an unequal error protection system which provides higher protection to the parts of the stream which are more critical for the QoE, a solution which applies the same principles to minimize the impact of incomplete segment downloads in HTTP Adaptive Streaming, and a selective scrambling algorithm which ciphers only the most sensitive parts of the media stream. A fast channel change application is also presented, as well as a discussion about how to apply the previous results and concepts in a 3D video scenario.

Study of Queueing Behaviour in IP Buffers

It is unquestioned that the importance of IP network will further increase and that it will serve as a platform for more and more services, requiring different types and degrees of service quality. Modern architectures and protocols are being standardized, which aims at guaranteeing the quality of service delivered to users. In this paper, we investigate the queueing behaviour found in IP output buffers. This queueing increases because multiple streams of packets with different length are being multiplexed together. We develop balance equations for the state of the system, from which we derive packet loss and delay results. To analyze these types of behaviour, we study the discrete-time version of the “classical” queue model M/M/1/k called Geo/Gx/1/k, where Gx denotes a different packet length distribution defined on a range between a minimum and maximum value.

Adaptive Routing and Multi-Agent Control for Information Flows in IP-Networks

The principles of adaptive routing and multi-agent control for information flows in IP-networks.