Network tomography from an operator perspective
Métrologie du réseau Internet vue d'un opérateur
Résumé
Network tomography is the study of a network's traffic characteristics using measures. This subject has already been addressed by a whole community of researchers, especially to answer the need for knowledge of residential Internet traffic that ISPs have to carry. One of the main aspects of the Internet is that it evolves very quickly, so that there is a never ending need for Internet measurements. In this work, we address the issue of residential Internet measure from two different perspectives: passive measurements and active measurements. In the first part of this thesis, we passively collect and analyse statistics of residential users' connections spanning over a whole week. We use this data to update and deepen our knowledge of Internet residential traffic. Then, we use clustering methods to form groups of users according to the application they use. This shows how the vast majority of customers are now using the Internet mainly for Web browsing and watching video Streaming. This data is also used to evaluate new opportunities for managing the traffic of a local ADSL platform. As the main part of the traffic is video streaming, we use multiple snapshots of packet captures of this traffic over a period of many years to accurately understand its evolution. Moreover we analyse and correlate its performance, defined out of quality of service indicators, to the behavior of the users of this service. In the second part of this thesis, we take advantage of this knowledge to design a new tool for actively probing the quality of experience of video streaming sites. We have modeled the playback of streaming videos so that we are able to figure out its quality as perceived by the users. With this tool, we can understand the impact of the video server selection and the DNS servers on the user's perception of the video quality. Moreover the ability to perform the experiments on different ISPs allows us to further dig into the delivery policies of video streaming sites.
Le domaine de la mesure des caractéristiques du trafic transitant sur un réseau a été largement traité par une vaste communauté de chercheurs, en premier lieu pour répondre aux attentes des opérateurs fournisseurs d'accès à Internet. En effet, leur première préoccupation est de savoir quel type de trafic ils doivent transporter. Une des principales caractéristiques de l'Internet est qu'il évolue très vite, de sorte que le besoin de mesures du trafic grand public ne se tarit jamais. Dans ce travail, nous abordons la question de la mesure du trafic Internet grand public par deux perspectives différentes: les mesures passives et les mesures actives. Dans la première partie de cette thèse, nous capturons et analysons passivement les statistiques des connections d'utilisateurs d'Internet durant plus d'une semaine. Nous utilisons ces données pour réviser et approfondir notre connaissance du trafic Internet résidentiel. Ensuite, nous utilisons des méthodes de regroupement pour créer des ensembles d'utilisateurs en fonctions des applications qu'ils utilisent. Nous apprenons donc qu'une vaste majorité des clients se connectent à Internet principalement pour surfer sur le Web et regarder des vidéos en streaming. Ces données nous servent aussi à évaluer de nouvelles possibilités de contrôler le trafic d'une plateforme ADSL. Comme la principale partie du trafic provient du vidéo streaming, nous prenons plusieurs instantanés de ce trafic avec des captures paquet durant une période de plusieurs années, ceci pour comprendre précisément l'évolution de ce trafic. De plus, nous analysons et relions la performance du vidéo streaming, définie par des indicateurs de qualité de service, au comportement des utilisateurs de ce service. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous tirons parti de cette connaissance pour concevoir une sonde active capable de mesurer la qualité d'expérience des sites de vidéo streaming. Nous avons modélisé la lecture des vidéos \emph{streaming} pour pouvoir déterminer leur qualité telle qu'elle est perçue par les utilisateurs. Grâce à cet outil, nous pouvons comprendre l'impact de la sélection du serveur vidéo et du serveur DNS sur la perception de la qualité vidéo par l'utilisateur. De plus, la possibilité de réaliser des mesures depuis divers opérateurs, nous permet de détailler les politiques de distribution vidéo utilisées par les sites de streaming.
Domaines
Autre [cs.OH]
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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