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Técnicas eficientes de filtrado de tráfico para monitorización de redes de comunicaciones
(2001) Magaña Lizarrondo, Eduardo; Aracil Rico, Javier; Villadangos Alonso, Jesús; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
Las necesidades de intercambio de datos han crecido de manera espectacular en los últimos años y con ello la infraestructura de telecomunicaciones asociada. Además, la aparición de nuevos servicios ha requerido cada vez un control más estricto de la red. Por todo ello, la gestión de las redes de comunicaciones se ha convertido en un campo de actuación muy importante. Dentro de él se pueden enmarcar los sistemas de monitorización que ofrecen información detallada del tráfico que circula por las redes. En el presente trabajo se presenta un algoritmo de filtrado de paquetes con aplicación a los sistemas de monitorización de redes de datos que poseen una problemática particular. En concreto, el número de filtrados simultáneos que se suele requerir a los sistemas de monitorización es elevado. En una primera parte se presentan las diferentes alternativas existentes en la actualidad para el filtrado de paquetes. Por un lado están los sistemas packet filter, optimizados para filtrado de un único flujo de paquetes. Por otro lado existen multitud de propuestas para clasificación de paquetes en routers de alta velocidad, que sin embargo se centran únicamente en campos muy concretos del paquete como las direcciones IP destino para realizar la clasificación. También existen sistemas de filtrado o clasificación de paquetes en los propios sistemas operativos, para poder proveer de diferentes puntos de acceso a servicios a las aplicaciones de la misma máquina y para realizar el encaminamiento cuando la máquina posea varios interfaces de red. Existen escasas propuestas específicamente orientadas a sistemas de monitorización. Posteriormente se realiza una propuesta de técnica de filtrado que se aprovecha de las particularidades de los sistemas de monitorización: el algoritmo PAM-Tree. Su característica principal es la reutilización de bloques de subfiltrado con lo que se soporta de manera más adecuada un mayor número de filtros simultáneos. Además se incorporan en la propia estructura de filtrado los parámetros de monitorización por lo que la actualización de parámetros es inmediata a la vez que se realiza el proceso de filtrado de cada paquete. Tras su descripción, se realiza una formalización mediante teoría de autómatas que se aplica a la demostración de las propiedades del algoritmo propuesto. Una vez presentado el algoritmo, se pasa a un estudio analítico, modelando el coste de filtrado de un paquete como el tiempo de servicio en un sistema de colas M/G/1. Al comparar el modelo del algoritmo PAM-Tree con otro aplicable a los sistemas de tipo packet filter, se comprueba la mejora obtenida con PAM-Tree conforme crece el número de filtros. Tras ello, una comparativa experimental entre PAM-Tree y los packet filter BPF/LSF nos dará una visión más real del comportamiento del algoritmo propuesto sobre implementaciones de sistemas de monitorización. Los resultados experimentales obtenidos validan el modelo analítico considerado. El algoritmo propuesto se ha implementado en dos sistemas de monitorización implantados sobre las redes de datos de una empresa fabricante de coches y una operadora de cable regional, en dos versiones, una primera con funcionalidades recortadas. El algoritmo de filtrado es el núcleo fundamental de estas herramientas y su funcionamiento de terminará la flexibilidad en la definición de parámetros de monitorización de red por parte del gestor.
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Garantía de calidad de servicio basada en la predicción del ancho de banda
(2001) Villadangos Alonso, Jesús; Magaña Lizarrondo, Eduardo; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
This paper presents the architecture and performance evaluation of a neuronal estimator to predict network load in communication networks. System benchmarks are tested with real network traffic picked up from the 155 Mbps ATM Internet connection of the Universidad Pública de Navarra. The system shows good benefits in traffic prediction with 3 and 5 hours of advance. So the system shows characteristic of great interest to carry out the dynamic assignment of bandwidth in Internet Service Providers (ISPs), guaranteeing quality of service hired by the users.
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Delay-throughput curves for timer-based OBS burstifiers with light load
(IEEE, 2006) Izal Azcárate, Mikel; Aracil Rico, Javier; Morató Osés, Daniel; Magaña Lizarrondo, Eduardo; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
The OBS burstifier delay-throughput curves are analyzed in this paper. The burstifier incorporates a timer-based scheme with minimum burst size, i. e., bursts are subject to padding in light-load scenarios. Precisely, due to this padding effect, the burstifier normalized throughput may not be equal to unity. Conversely, in a high-load scenario, padding will seldom occur. For the interesting light-load scenario, the throughput delay curves are derived and the obtained results are assessed against those obtained by trace-driven simulation. The influence of long-range dependence and instantaneous variability is analyzed to conclude that there is a threshold timeout value that makes the throughput curves flatten out to unity. This result motivates the introduction of adaptive burstification algorithms, that provide a timeout value that minimizes delay, yet keeping the throughput very close to unity. The dependence of such optimum timeout value with traffic long-range dependence and instantaneous burstiness is discussed. Finally, three different adaptive timeout algorithms are proposed, that tradeoff complexity versus accuracy.
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Predicción de tráfico de Internet and aplicaciones
(2001) Bernal, I.; Aracil Rico, Javier; Morató Osés, Daniel; Izal Azcárate, Mikel; Magaña Lizarrondo, Eduardo; Díez Marca, L. A.; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
In this paper we focus on traffic prediction as a means to achieve dynamic bandwidth allocation in a generic Internet link. Our findings show that coarse prediction (bytes per interval) proves advantageous to perform dynamic link dimensioning, even if we consider a part of the top traffic producers in the traffic predictor.
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Collecting packet traces at high speed
(2006) Aguirre Cascallana, Gorka; Magaña Lizarrondo, Eduardo; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
In order to capture packet traces at high speed using a low-cost platform, we have to optimize the networking stack of a general purpose operating system. Different techniques are compared with the final objective of avoiding packet loss. Among those techniques we will study the performance of NAPI [6] and PF-RING [9]. Depending on the final application, we should tune certain parameters accordingly. We also present the advantages of a multiprocessor platform and the problematic of storing full packets directly to hard disk.
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Approximations for end-to-end delay analysis in OBS networks with light load
(IEEE, 2004) Morató Osés, Daniel; Magaña Lizarrondo, Eduardo; Izal Azcárate, Mikel; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
In this paper we provide an analysis of end-to-end delay in OBS networks and a large deviations approximation. The analysis is based on an exponential approximation of the OBS router blocking time and on the assumption of Poisson arrivals in routers along the path from source to destination. On the other hand, a lightload assumption is performed, namely, waiting time is mainly due to residual life of the output wavelengths and not to buffering.
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The European Traffic Observatory Measurement Infraestructure (ETOMIC): a testbed for universal active and passive measurements
(IEEE, 2005) Morató Osés, Daniel; Magaña Lizarrondo, Eduardo; Izal Azcárate, Mikel; Aracil Rico, Javier; Naranjo Abad, Francisco José; Alonso Camaró, Ulisses; Astiz Saldaña, Francisco Javier; Vattay, Gábor; Csabai, István; Hága, Péter; Simon, Gábor; Stéger, József; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
The European Traffic Observatory is a European Union VI Framework Program sponsored effort, within the Integrated Project EVERGROW, that aims at providing a paneuropean traffic measurement infrastructure with highprecision, GPS-synchronized monitoring nodes. This paper describes the system and node architectures, together with the management system. On the other hand, we also present the testing platform that is currently being used for testing ETOMIC nodes before actual deployment.
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Evaluación de los sistemas inalámbricos 802.11b en entornos de alta movilidad para su implantación en una red de Infostations
(2005) Cayón Alcalde, Juan Ramón; Magaña Lizarrondo, Eduardo; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
Nowadays, users demand higher bandwidth Internet access with the ability to connect anywhere (or, at least, many-where) at anytime, with no restrictions imposed by mobility or the kind of information (voice or data) to exchange. In this context, we've tried to explore the possibilities of a largely characterized and cheap wireless solution, 802.11b, in a high mobility environment. The performance of 802.11b wireless LANs is well known for indoor and static environments, while their behavior in outdoor and mobile environments has not been explored but from a theoretical point of view. Our work tests an empirical approach to 802.11b real possibilities on a high speed mobile environment. The goal was to check if a mobile station, moving at vehicular speed, was able to communicate with an AP at the roadside. Our results show that it is possible and achieving interesting throughput levels.
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Traffic estimation in high-speed communication networks using fuzzy systems
(EUSFLAT, 2001) Magaña Lizarrondo, Eduardo; Villadangos Alonso, Jesús; Astrain Escola, José Javier; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
We present a practical application of fuzzy systems in communication networks. In this case a fuzzy relational model is developed to estimate the bytes transferred every time unit over a communication link. Such estimation is useful to provide an algorithm to dynamically reserve resources in order to guaranty the quality of service of the communications. In order to evaluate the fuzzy estimator we apply the information about the whole IP packets received at the router of the Public University of Navarra along two months. The estimator predicts the load of the communication link 1, 2, 4 and 6 hours before. The results show that the estimator can be used to dynamically assign bandwidth for communication services.
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Internet technologies course with combined professor and on-line contents methodology
(IEEE, 2003) Magaña Lizarrondo, Eduardo; Morató Osés, Daniel; Automática y Computación; Automatika eta Konputazioa
In this paper we present the experience and results in the teaching of a course titled “Internet Technologies”. This course, offered in Public University of Navarra (Spain), uses a special methodology that combines in-classroom lectures in front of computers with on-line contents. The students work on the on-line course lesson at the same time that the professor is available in the classroom to help the students during the hours assigned to the course. The tool used to manage the on-line contents, tests, exercises and grades, was designed specially for this course. It incorporates a student profile classification based on the time used to solve the tests.