L’Action Spécifique « Métrologie des réseaux de l’Internet »

1. L’Action Spécifique« Métrologie des réseaux de l’Internet » Philippe Owezarski LAAS-CNRS Toulouse, France Owe@laas.fr

2. Définition • Littéralement : « science des mesures » • A appliquer au monde des réseaux, en général, et de l’Internet, en particulier

3. Métrologie et réseaux… • Explosion de l’Internet (en taille) • Nouveaux services • QoS • … • Complexité grandissante de l’Internet • Plus de maîtrise globale

4. Métrologie et réseaux… • Constat d’échec • Par exemple sur les aspects QoS • Mauvaise connaissance du trafic • la complexité actuelle de l’Internet rend son évolution indissociable d’une bonne connaissance du « vrai » trafic • Le « vrai » trafic existe et est riche d’information

5. Domaines d’application • Caractérisation et modélisation du trafic • Analyse du trafic et du réseau (comportement) • Ingénierie des trafics • Optimisation QoS / performances • Tarification • Sécurité • Administration de réseau • … •  Recherche

6. En France… • Peu d’efforts fédérés : • NetMet • METROPOLIS • Or il y a des compétences en France (et beaucoup d’équipes « isolées ») • METROPOLIS a fait progresser les connaissances dans le domaine • Mais ne comporte pas toutes les compétences nécessaires à la métrologie

7. Métrologie et pluridisciplinarité • Au moins 2 communautés concernées • Réseaux informatiques • Traitement du signal • Complémentarité des compétences et des besoins dans ces deux thématiques •  Proposition d’une AS « métrologie » conjointe (1ère étape)

8. AS « Métrologie » • Animateurs • Philippe Owezarski, LAAS, Toulouse • Patrice Abry, ENS Lyon  •  Experts • Kavé Salamatian, LIP6, Paris • Fabrice Guillemin, FT R&D, Lannion • Philippe Robert, INRIA, Rocquencourt • Daniel Kofman, ENST, Paris • Alexandre Aussem, LIMOS, ISIMA, Clermont-Ferrand • Soutenue par: • GDR ISIS et ARP • RTP « réseaux de communication » et « mathématiques de l'information, des signaux et des systèmes »

9. L’AS métrologie • L’AS « métrologie des réseaux de l’Internet » officiellement acceptée par le département STIC le 30 septembre 2002 • Bonne visibilité, bonne image • Actions de l’AS de bon niveau et appréciées chez les chercheurs et industriels • Requêtes des administrateurs réseaux français qui veulent plus que Netflow, NetMet ou Netramet

10. Evénements principaux de l’AS • Journée inter-GDR ARP / ISIS du 17 octobre 2002 • IMW’2002 (Marseille, 6-9 novembre 2002) • Exposé de Nick Duffield à Paris • 15 janvier 2001 : réunion pléniaire

11. Objectifs de l’AS • Cartographier les équipes existantes • Premier élément « fédérateur » des activités de métrologie (outil de contact) • Mettre en synergie les savoirs (équipes / communautés) – définition d’un vocabulaire commun • Faire émerger des collaborations (masse critique, 6ème PCRD) • Dégager les thèmes prospectifs prioritaires

12. Thèmes de la métrologie • Transfert • sur un lien  clair • dans un élément du réseau  + biaisé • Performance de réseaux • Gestion / planification de réseaux • Topologie • Sécurité / fiabilité du réseau • Méthodes et outils de mesure

13. 1. Transfert • Granularité • Octets/paquets/flots/sessions • Applications : P2P / Streaming / web • Classification • souris/éléphants, tortues/dragons, P2P/streaming, … • Caractérisation • Globale • Par classe • Lois d’échelles (fractales, AS, …)

14. 1. Transfert (suite) • Modélisation • Globale • Par classe • Simulation (reproduction de trafic) • Émulation de réseaux • Analyse • Causes des lois d’échelle, des attaques… • Observation sur un lien vs. Observation de composants réseaux (par ex. à partir des observations sur un lien, dimensionner les buffers)

15. 2. Performance des réseaux • Mesure des taux de perte • avec par ex. estimation des taux de perte sur les liens + ou – voisins • Mesures de délais / gigues / RTT … • Débits disponibles • Analyse • QoS, …

16. 3. Gestion / planification de réseaux • Matrices de trafic • Prédictions de trafic • 1 sec, 10’, … • Long terme : prévoir 1 mois à l’avance les upgrades en capacité et modification topologiques pour prendre en compte le trafic du futur • Routage (tables de routage) • Inférer les matrices de routage

17. 4. Topologie • Caches / prefetching • Complexité entropique / small worlds (DNS) • Localisation des outils de mesure • Échantillonnage spatial • Mobilité • Déplacement des utilisateurs

18. 5. Sécurité / fiabilité du réseau • Disponibilité du réseau • Pannes des liens / équipements • Détection de ruptures • Ex. les attaques

19. 6. Méthodes et outils de mesure • Échantillonnage (spatial / temporel) • Actif / passif • Sondes

20. Vue ISIS • Analyses séries temporelles • Topologie : entropie • Problèmes inverses • Questions échantillonnage

21. TRANSFERT • Classification • Caractérisation • Modélisation • Simulation  Sécurité / Détection de ruptures  Transfert / Analyse attaques • GESTION • Prédictions de trafic Vue ISIS (détails 1) • Analyses séries temporelles • Lois d’échelle • Causes, conséquences (ex. impact sur les pertes) • Caractérisation • Granularité • Horizon stationnarité • Détection de ruptures • Classification • Éléphants / souris • attaques • Prédictions • Quoi ? À partie de quoi ? • Horizons, outils

22.  Topologie / complexité entropique  Gestion /Matrices de trafic  Méthodes de mesure / échantillonnage Vue ISIS (détails 2) • Topologie : entropie • Problèmes inverses • Matrices origines / destinations • Questions échantillonnage • Spatial • temporel

23. 1ères conclusions / recommandations • Peu d’interactions ARP / ISIS • Mesures • Performances • Traitement du signal • Renforcer les coopérations entre ces 3 communautés

24. 1ères conclusions / recommandations • METROPOLIS = embryon de la problématique listée, ne comportant pas toutes les compétences requises • L’AS aidera à définir une suite plus complète à METROPOLIS

25. 1ères conclusions / recommandations • Problème de disponibilité de traces • Pb pour capturer des traces  accord des opérateurs / administrateurs réseaux • Pb anonymisation des traces (par ex. travail sur les matrices de trafic impossible) • Pb avec les règles CNIL • Pb opérateurs encore plus strict et réticents (de la mauvaise publicité peut être faite très rapidement) Seules qqes traces publiques existent (SPRINT, Auckland)  utilisées par la communauté française • Motiver les opérateurs nationaux

26. Travaux à venir • Rapprochement avec les sciences humaines • Workshop sur l’étude des matrices de trafic (Paris) • Interviewer des spécialistes sur : • Prédictions • Small worlds (Matthieu Latapi, AS Dynamo,…) • Problème de l’étude des performances en environnement auto-similaire : est-ce que ça apporterait un plus par rapport à des hypothèses gaussiennes / markoviennes ? • Métrologie réseaux sans fil (UMTS ?, WIFI, …)

27. Page web • AS : http://www.ens-lyon.fr/~pabry/asmetro.html