Tesis sobre el tema "Mesures de congestion"

La métrologie n'est appliquée dans la recherche, l'ingénierie et la conception des réseaux Internet que depuis peu de temps (le début des années 2000), mais cette approche est de plus en plus populaire et devrait tendre à se généraliser. Ses principes consistent à étudier, caractériser, analyser et modéliser le tra_c existant sur les liens de l'Internet, a_n de comprendre les principes qui régissent le comportement du réseau par rapport à un tra_c qui s'avère méconnu. En particulier, garantir la qualité de service (QdS) dans l'Internet est un problème essentiel aujourd'hui. La métrologie du tra_c Internet, et notamment son analyse montre que les mécanismes de transport actuels (TCP) introduisent des propriétés de LRD (Long Range Dependence) qui se traduisent par une grande variabilité du tra_c et obligent à surdimensionner les ressources de communication [20]. L'objectif de cette thèse est de trouver des protocoles de transport qui réduisent cette LRD a_n d'optimiser l'utilisation des ressources de communication. Ainsi, les nouveaux mécanismes protocolaires et architecturaux de l'Internet pourront être parfaitement adaptés aux besoins des utilisateurs et aux contraintes du tra_c [Lar03a]. Finalement, c'est le processus de recherche et d'ingénierie des réseaux qui sera modi_é en lui ajoutant une phase métrologique en amont permettant de collecter des données et des connaissances sur l'existant, qui permettront ensuite de concevoir et mettre en ÷uvre de nouveaux réseaux optimisés. Ainsi, ce travail de thèse présente une nouvelle approche pour l'Internet, dont l'objectif est d'améliorer la gestion du tra_c, la QdS et plus généralement, les services réseaux. Cette approche, appelée MBN (Measurement Based Networking), repose principalement sur l'utilisation de techniques de métrologie actives et passives qui permettent de mesurer en temps réel di_érents paramètres du réseau et de son tra_c pour ainsi réagir très rapidement et très précisément à des évènements spéci_ques se produisant dans le réseau (apparition de congestion par exemple). Nous illustrerons en particulier l'approche MBN au travers du développement d'un mécanisme de contrôle de congestion orienté mesures intitulé MBCC (Measurement Based Congestion Control) et nous l'évaluerons au travers de simulations NS-2 [Lar05c]. Nous montrerons, en particulier, comment ce nouveau mécanisme permet d'améliorer les caractéristiques du tra_c ainsi que la QdS dans l'Internet, malgré la complexité et la variabilité du tra_c actuel. En_n, dans la dernière partie de ce travail de thèse nous présenterons comment l'approche MBN et le mécanisme MBCC, en particulier, peuvent garantir une QdS robuste, i.e. capable de fournir la QdS demandée en toutes circonstances, notamment en présence d'attaques de DdS (Déni de Service) [Owe04f]. En e_et, nous utiliserons l'architecture MBA (Measurement Based Architecture) basée sur des mesures du tra_c en temps réel pour s'adapter aux ruptures légitimes ou illégitimes du tra_c s'y produisant en continu. En particulier, nous démontrerons que le mécanisme de congestion MBCC associé à MBA, conçu pour générer des tra_cs réguliers et optimaux, rend l'Internet plus robuste que TCP face aux attaques de DdS.

La métrologie n'est appliquée dans la recherche, l'ingénierie et la conception des réseaux Internet que depuis peu de temps (le début des années 2000), mais cette approche est de plus en plus populaire et devrait tendre à se généraliser. Ses principes consistent à étudier, caractériser, analyser et modéliser le trafic existant sur les liens de l'Internet, afin de comprendre les principes qui régissent le comportement du réseau par rapport à un trafic qui s'avère méconnu. En particulier, garantir la QdS (Qualité de Service) dans l'Internet est un problème essentiel aujourd'hui. L'objectif de cette thèse est de trouver des protocoles de transport qui réduisent la LRD du trafic afin d'optimiser l'utilisation des ressources de communication. Ainsi, ce travail de thèse présente une nouvelle approche pour l'Internet, dont l'objectif est d'améliorer la gestion du trafic, la QdS et plus généralement, les services réseaux. Cette approche, appelée MBN (Measurement Based Networking), repose principalement sur l'utilisation de techniques de métrologie actives et passives qui permettent de mesurer en temps réel différents paramètres du réseau et de son trafic pour ainsi réagir très rapidement et très précisément à des évènements spécifiques se produisant dans le réseau (apparition de congestion par exemple). Nous illustrerons en particulier l'approche MBN au travers du développement d'un mécanisme de contrôle de congestion orienté mesures intitulé MBCC (Measurement Based Congestion Control) et nous l'évaluerons au travers de simulations NS-2 pour montre, en particulier, comment ce nouveau mécanisme permet d'améliorer les caractéristiques du trafic ainsi que la QdS dans l'Internet
Internet monitoring has only been used for research, engineering and design of Internet networks since few years (since the beginning of years 2000), but it is more and more popular and spreads rapidly. It deals with studying, characterizing, analyzing and modeling traffic on the different Internet links in order to understand network behaviors when facing traffics which are largely unknown at this time. In particular, guarantying QoS for the Internet is currently one of the most challenging issues. This thesis aims at designing new communication protocols and architectures able to reduce the traffic LRD in order to optimize the use of communication resources. Then, new protocol and architectural mechanisms could be perfectly suited to users’ needs and traffic constraints. Thus, this PhD work deals with a new approach for the Internet, aiming at improving traffic management, QoS and more generally network services. This approach, called Measurement Based Networking (MBN), is built on the use of active and passive monitoring techniques to evaluate in real time different network parameters and analyze its traffic in order to react very quickly and accurately to specific events arising in the network (for instance, congestion events). We will illustrate, in particular, the MBN approach by designing a new measurement based congestion control mechanism (MBCC) which will be evaluated thanks to NS-2 simulations. We will show, in particular, how this new mechanism can improve traffic characteristics as well as Internet QoS, despite the complexity and variability of current Internet traffics

Avec la prolifération des appareils mobiles, la mobilité devient une exigence et une caractéristique incontournable pour 5G. Cependant, en dépit des efforts pour permettre la mobilité dans le réseau IP, les solutions sont anchor-basées et inefficaces. Dans ce contexte, le réseau centré sur l'information (ICN) est proposé. Alors que ICN soutient mieux la mobilité, certains défis restent sans solution pour une mobilité transparente. La thèse explore trois défis de ce type et propose solutions efficaces. Tout d'abord, pour résoudre la mobilité des producteurs, MapMe, un protocole de gestion de micro mobilité compatible avec trafics latence-sensibles est proposée. MAP-Me est sans anchor et préserve les avantages de l'ICN. Les résultats de simulation montrent que MAP-Me surpasse les autres solutions en matière de performances client tout en gardant bas les frais de réseau sur diverses conditions réseau. En plus, nous étudions la sécurité de mobilité des producteurs. Nous nous concentrons sur l'attaque de préfixe hijacking, qui est à la base de plusieurs attaques. Pour éviter cette attaque, nous proposons un protocole léger et distribué basé sur hash-chaining. Les premiers résultats montrent une amélioration significative des frais de vérification. Enfin, il faut d'autres mécanismes dans la couche transport pour ICN mobile. Nous proposons WLDR et MLDR pour la détection et la récupération des pertes dans le réseau afin de faciliter le contrôle de la congestion. Les résultats de simulation montrent une réduction significative du temps d'écoulement (jusqu'à 20%)
With the proliferation of mobile devices, mobility becomes a requirement and a compelling feature for 5G. However, despite tremendous efforts in the last 2 decades to enable mobility in IP network, the solutions are mostly anchor-based and inefficient. In this context, Information-Centric networking (ICN) is proposed. While ICN has some native support of mobility, other architectural challenges remain unsolved to achieve seamless mobility. The thesis explores 3 main challenges of such and contributes novel solutions. First, to solve producer mobility, MapMe, a micro mobility management protocol supporting latency sensitive traffic is proposed. MAP-Me is anchorless and preserves key ICN benefits. Simulation results show that MAP-Me outperforms existing work in user performance while retaining low network overheads in various network conditions. Second, we investigate security in producer mobility. We focus on prefix hijacking attack, which is a basis of several attacks. To prevent prefix hijacking, we propose a light-weight and distributed prefix attestation protocol based on hash-chaining. First results show significant improvement in verification overhead. It is resistant to replay-based prefix hijacking. Finally, additional transport-layer mechanisms are needed in mobile ICN. To this aim, we investigate alleviating the adverse effect of wireless/mobility loss on congestion control. We propose WLDR and MLDR for in-network loss detection and recovery to facilitate congestion control. Simulation results show a significant reduction in flow completion time (up to 20%)

Ces dernières années, le domaine du dépannage réseau a suscité un intérêt particulier de la part des chercheurs en raison de la complexité et de l’importance de cette tâche. Le travail présenté dans cette thèse se concentre sur l’automatisation du dépannage réseau à l’aide de mesures de performance extraites des captures de paquets. La première contribution de cette thèse réside dans l’extraction de caractéristiques permettant d’identifier la cause fondamentale d’une anomalie en analysant des traces de paquets TCP montrant des connexions médiocres. Nous avons classé quatre causes de dégradation fréquemment observées : les problèmes de transmission, les problèmes de congestion, les problèmes de gigue et les limitations d’application. La deuxième contribution de cette thèse réside dans le développement d’une méthode automatisée pour détecter l’instant de sortie de l’état Slow-Start. L’importance de cette méthode réside dans le gain de temps précieux dans l’analyse des problèmes réseau, étant donné que l’état Slow-Start est un indicateur clé pour le diagnostic des défauts. La troisième contribution de cette thèse consiste en l’identification de l’algorithme de contrôle de congestion BBR. L’objectif principal est de détecter si un contrôle de l’envoi des paquets (’pacing’) est utilisé dans une connexion TCP. Cette méthode repose sur la modélisation de la distribution de la durée de l’inter-paquet pendant l’état Slow-Start. L’objectif est de reconnaître les distributions monomodales de l’inter-paquet dans le cas de BBR par rapport aux distributions à deux composantes mélangées dans le cas de CUBIC
In recent years, the field of network troubleshooting has garnered significant attention from researchers due to the complexity and importance of this task. The work presented in this thesis focuses on automating network troubleshooting using performance metrics extracted from packet captures. The first contribution of this thesis lies in extracting features to identify the root cause of an anomaly by analyzing TCP packet traces with bad performance. We have categorized four frequently observed causes of degradation: transmission problems, congestion problems, jitter problems, and application-limited problems. The second contribution of this thesis involves developing an automated method to detect the moment of exiting the Slow-Start state. The significance of this method lies in saving valuable time in the analysis of network degradation, as the Slow-Start state serves as a key indicator for fault diagnosis. The third contribution of this thesis revolves around identifying the BBR congestion control algorithm. The primary goal of our approach is to detect whether packet pacing is employed in a TCP connection. This method relies on modeling the distribution of inter-packet duration during the Slow-Start state. The objective is to distinguish unimodal distributions of inter-packet intervals in the case of BBR compared to mixed two component distributions in the case of CUBIC

Avec la prolifération des appareils mobiles, la mobilité devient une exigence et une caractéristique incontournable pour 5G. Cependant, en dépit des efforts pour permettre la mobilité dans le réseau IP, les solutions sont anchor-basées et inefficaces. Dans ce contexte, le réseau centré sur l'information (ICN) est proposé. Alors que ICN soutient mieux la mobilité, certains défis restent sans solution pour une mobilité transparente. La thèse explore trois défis de ce type et propose solutions efficaces. Tout d'abord, pour résoudre la mobilité des producteurs, MapMe, un protocole de gestion de micro mobilité compatible avec trafics latence-sensibles est proposée. MAP-Me est sans anchor et préserve les avantages de l'ICN. Les résultats de simulation montrent que MAP-Me surpasse les autres solutions en matière de performances client tout en gardant bas les frais de réseau sur diverses conditions réseau. En plus, nous étudions la sécurité de mobilité des producteurs. Nous nous concentrons sur l'attaque de préfixe hijacking, qui est à la base de plusieurs attaques. Pour éviter cette attaque, nous proposons un protocole léger et distribué basé sur hash-chaining. Les premiers résultats montrent une amélioration significative des frais de vérification. Enfin, il faut d'autres mécanismes dans la couche transport pour ICN mobile. Nous proposons WLDR et MLDR pour la détection et la récupération des pertes dans le réseau afin de faciliter le contrôle de la congestion. Les résultats de simulation montrent une réduction significative du temps d'écoulement (jusqu'à 20%)
With the proliferation of mobile devices, mobility becomes a requirement and a compelling feature for 5G. However, despite tremendous efforts in the last 2 decades to enable mobility in IP network, the solutions are mostly anchor-based and inefficient. In this context, Information-Centric networking (ICN) is proposed. While ICN has some native support of mobility, other architectural challenges remain unsolved to achieve seamless mobility. The thesis explores 3 main challenges of such and contributes novel solutions. First, to solve producer mobility, MapMe, a micro mobility management protocol supporting latency sensitive traffic is proposed. MAP-Me is anchorless and preserves key ICN benefits. Simulation results show that MAP-Me outperforms existing work in user performance while retaining low network overheads in various network conditions. Second, we investigate security in producer mobility. We focus on prefix hijacking attack, which is a basis of several attacks. To prevent prefix hijacking, we propose a light-weight and distributed prefix attestation protocol based on hash-chaining. First results show significant improvement in verification overhead. It is resistant to replay-based prefix hijacking. Finally, additional transport-layer mechanisms are needed in mobile ICN. To this aim, we investigate alleviating the adverse effect of wireless/mobility loss on congestion control. We propose WLDR and MLDR for in-network loss detection and recovery to facilitate congestion control. Simulation results show a significant reduction in flow completion time (up to 20%)

Les exigences de Qualité de Service (QoS) des applications VANET varient selon la nature et le type de l’application. Par conséquent, un protocole de communication VANET doit pouvoir répondre aux diverses exigences de QoS selon le type du trafic. Dans VANET, le canal de transmission est partagé par tous les véhicules en utilisant une même fréquence radio. Une mauvaise exploitation du canal peut donc conduire à des collisions et peut aussi engendrer un gaspillage de la bande passante. Un protocole MAC doit être alors conçu pour partager le canal entre les différents noeuds d’une manière efficace et équitable.Dans cette thèse nous présentons les contributions suivantes :1- Analyse et amélioration de la diffusion dans la norme IEEE 802.11.2- Optimisation de la technique CSMA pour des réseaux 1D et 2D.3- Développement d’un algorithme CSMA de transmission adaptatif qui met à jour le taux de détection de la porteuse en fonction d’une valeur de référence.4- Étude du gain obtenu par l’utilisation d’antennes directionnelles pour Aloha, Aloha non-slotté, et CSMA
Quality of Service (QoS) requirements for VANET applications vary depending on the nature and type of the application. Therefore, a communication protocol in VANETs must be able to meet various QoS requirements according to the type of traffic. In VANET, the transmission channel is shared by all the vehicles using the same radio frequency. A poor exploitation of the channel can therefore lead to collisions and wasted bandwidth. A MAC protocol must therefore be designed to share the channel between the different nodes in an efficient and fair way.In this thesis we present the following contributions:1- Analysis and improvement of diffusion in the IEEE 802.11 standard.2- Optimization of the CSMA technique for 1D and 2D networks.3- Design of an adaptive transmission algorithm that updates the Carrier Sense threshold to reach a target value.4- Study the gain obtained by the use of directional antennas for Aloha, non-slotted Aloha, and CSMA

La congestion routière constitue un défi majeur pour les zones urbaines, car le volume de véhicules continue de croître plus rapidement que la capacité globale du réseau routier. Cette croissance a des répercussions sur l'activité économique, la durabilité environnementale et la qualité de vie. Bien que des stratégies visant à atténuer la congestion routière ont connu des améliorations au cours des dernières décennies, de nombreux pays ont encore du mal à la gérer efficacement.Divers modèles ont été développés pour aborder ce problème. Cependant, les approches existantes peinent souvent à fournir des prédictions en temps réel et localisées qui peuvent s'adapter à des conditions de trafic complexes et dynamiques. La plupart de ces approches s'appuient sur des horizons de prédiction fixes et manquent de l'infrastructure intelligente nécessaire à la flexibilité. Cette thèse comble ces lacunes en proposant une approche intelligente, décentralisée et basée sur l'infrastructure pour l'estimation et la prédiction de la congestion routière.Nous commençons par étudier l'Estimation du Trafic. Nous examinons les mesures de congestion possibles et les sources de données requises pour différents contextes pouvant être étudiés. Nous établissons une relation tridimensionnelle entre ces axes. Un système de recommandation basé sur des règles est développé pour aider les chercheurs et les opérateurs du trafic à choisir les mesures de congestion les plus appropriées en fonction du contexte étudié.Nous passons ensuite à la Prédiction du Trafic, où nous introduisons notre approche DECOTRIVMS. Cette dernière utilise des panneaux intelligents à messages variables pour collecter des données detrafic en temps réel et fournir des prédictions à court terme avec des horizons de prédiction variables.Nous avons utilisé des Réseaux de Graphes avec Attention en raison de leur capacité à capturer des relations complexes et à gérer des données structurées en graphes. Ils sont bien adaptés pour modéliser les interactions entre différents segments routiers étudiés.Nous avons aussi employé des méthodes d'apprentissage en ligne, spécifiquement la Descente de Gradient Stochastique et la Descente de Gradient Adaptative. Bien que ces méthodes ont été utilisées avec succès dans divers autres domaines, leur application à la prédiction de la congestion routière reste sous-explorée. Dans notre thèse, nous visons à combler cette lacune en explorant leur efficacité dans le contexte de la prédiction de la congestion routière en temps réel.Enfin, nous validons l'efficacité de notre approche à travers deux études de cas réalisées à Mascate, Oman, et à Rouen, France. Une analyse comparative est effectuée, évaluant divers modèles de prédiction, y compris les Réseaux de Graphes avec Attention, les Réseaux de Graphes Convolutionnels et des méthodes d'apprentissage en ligne. Les résultats obtenus soulignent le potentiel de DECOTRIVMS, démontrant son efficacité pour une prédiction précise et efficace de la congestion routière dans divers contextes urbains
Traffic congestion presents a critical challenge to urban areas, as the volume of vehicles continues to grow faster than the system’s overall capacity. This growth impacts economic activity, environmental sustainability, and overall quality of life. Although strategies for mitigating traffic congestion have seen improvements over the past few decades, many cities still struggle to manage it effectively. While various models have been developed to tackle this issue, existing approaches often fall short in providing real-time, localized predictions that can adapt to complex and dynamic traffic conditions. Most rely on fixed prediction horizons and lack the intelligent infrastructure needed for flexibility. This thesis addresses these gaps by proposing an intelligent, decentralized, infrastructure-based approach for traffic congestion estimation and prediction.We start by studying Traffic Estimation. We examine the possible congestion measures and data sources required for different contexts that may be studied. We establish a three-dimensional relationship between these axes. A rule-based system is developed to assist researchers and traffic operators in recommending the most appropriate congestion measures based on the specific context under study. We then proceed to Traffic Prediction, introducing our DECentralized COngestion esTimation and pRediction model using Intelligent Variable Message Signs (DECOTRIVMS). This infrastructure-based model employs intelligent Variable Message Signs (VMSs) to collect real-time traffic data and provide short-term congestion predictions with variable prediction horizons.We use Graph Attention Networks (GATs) due to their ability to capture complex relationships and handle graph-structured data. They are well-suited for modeling interactions between different road segments. In addition to GATs, we employ online learning methods, specifically, Stochastic Gradient Descent (SGD) and ADAptive GRAdient Descent (ADAGRAD). While these methods have been successfully used in various other domains, their application in traffic congestion prediction remains under-explored. In our thesis, we aim to bridge that gap by exploring their effectiveness within the context of real-time traffic congestion forecasting.Finally, we validate our model’s effectiveness through two case studies conducted in Muscat, Oman, and Rouen, France. A comprehensive comparative analysis is performed, evaluating various prediction techniques, including GATs, Graph Convolutional Networks (GCNs), SGD and ADAGRAD. The achieved results underscore the potential of DECOTRIVMS, demonstrating its potential for accurate and effective traffic congestion prediction across diverse urban contexts

Les performances de transport dans l'Internet mobile sont cruciales pour l'expérience utilisateur et affectent directement les revenus des fournisseurs d'applications Internet. Cette thèse se concentre sur l'accès au réseau et le contrôle de la congestion, deux facteurs clés affectant les performances de transport, et mène des recherches sous trois aspects : la mesure de l'accès au réseau, le contrôle de la congestion à trajet unique et le contrôle de la congestion à trajets multiples. Pour la mesure de l'accès au réseau, nous menons une étude de mesure dans quatre villes pour analyser les caractéristiques de la connectivité basée sur le WiFi géré par le fournisseur dans des scénarios mobiles. Pour le contrôle de la congestion à chemin unique, nous proposons un algorithme BBRv2 amélioré basé sur les informations de retard pour améliorer les performances de BBRv2 dans les scénarios mobiles. Pour le contrôle de la congestion par trajets multiples, nous proposons un mécanisme de sélection d'algorithme de contrôle de la congestion par trajets multiples, qui s'appuie sur l'apprentissage automatique pour sélectionner dynamiquement des algorithmes de contrôle de congestion appropriés pour les sous-flux afin d'améliorer les performances du transport par trajets multiples
The transport performance in Mobile Internet is crucial to user experience and directly affects the revenue of providers for Internet applications. This dissertation focuses on network access and congestion control, two key factors affecting transport performance, and conducts research from three aspects: network access measurement, single-path congestion control, and multipath congestion control. For network access measurement, we conduct a measurement study across four cities to analyze the characteristics of the connectivity based on provider-managed WiFi in mobile scenarios. For single-path congestion control, we propose an enhanced BBRv2 algorithm based on delay information to improve the performance of BBRv2 in mobile scenarios. For multipath congestion control, we propose a multipath congestion control algorithm (CCA) selection mechanism, which leverages machine learning to dynamically select suitable CCAs for subflows to improve the performance of multipath transport

Suite à la diffusion des applications P2P et en particulier du video P2P, le trafic P2P représente déjà une portion importante de la totalité du trafic sur Internet. Dans ce contexte cette thèse propose des nouveaux outils pour mesurer, identifier et contrôler le trafic P2P. Concernant la classification de trafic, vue l'inefficacité des techniques traditionnelles, nous proposons un nouveau classificateur comportemental, Abacus, spécifique pour les appllications P2P-TV. Nos expériences prouvent que Abacus, bien qu'iI soit basé sur la simple mesure du numéro des paquets et octets échanges par un hôte, fournit une solution légère el efficace pour l'Identification des applications P2P. Ensuite, nous évaluons l'impact de la réduction des données, due à l'utilisation très commune de Netflow et de l'échantillonnage à niveau paquet, sur la classification de trafic. Nous montrons que Abacus peut être adapté à utiliser ce type des données, et que même si l'échantillonnage de paquets cause une dégradation importante de la qualité des mesurés, cependant la classification reste possible si l'apprentissage du classificateur est fait avec des données eux même échantillonnées. Enfin, nous étudions un nouveau type de protocole de transport pour les applications P2P, LEDBAT, proposé et utilisé par la version officielle de BitTorrent. Ce protocole, basé sur le délai, veut implémenter un transport a basse priorité. Nous montrons que LEDBAT atteint son obJectif, mals qu'il souffre d'un problème d'équité entre flux du même type: nous identifions la cause de ce problème et proposons des solutions efficaces, qui rétablissent l'équité
Due to the large diffusion of P2P applications and especially P2P live-streaming, P2P traffic occupies an extremely large portion of overall Internet traffic. In this context, this thesis proposes new instruments to measure, identify and control P2P traffic. Regarding traffic classification, since traditional techniques have a hard time identifying P2P traffic, we propose a new behavioral classifier, Abacus, tailored for P2P live-streaming. Our experiments prove that Abacus, though based on simple counts of packets and bytes exchanged by a host, represents a lightweight and accurate solution for identifying P2P applications. Second, since the huge volume of traffic obliges operators to employ either flow-level monitors (e. G. NetFlow) or packet sampling to cut down the amount of measurement data, we evaluate the impact of data reduction on traffic characterization and classification. We show that Abacus can be adapted to this kind of data, suffering only a minor loss in accuracy and statistical classification remains possible if training and validation data are sampled at the same rate, in spite of the distortion introduced by packet sampling. Finally, we study a new transport protocol for P2P traffic, LEDBAT (Low Extra Delay Background Transport Protocol), the congestion control algorithm of the official BitTorrent client. This delay-based algorithm aims to provide an efficient, lower-than-best-effort service. Though faithful to its goals, the original design of LEDBAT appears affected by a latecomer advantage: we identify the main cause of the unfairness and propose effectives correction that restore the fairness

Suite à la diffusion des applications P2P et en particulier du video P2P, le trafic P2P représente déjà une portion importante de la totalité du trafic sur Internet. Dans ce contexte cette thèse propose des nouveaux outils pour mesurer, identifier et contrôler le trafic P2P. Concernant la classification de trafic, vue l'inefficacité des techniques traditionnelles, nous proposons un nouveau classificateur comportemental, Abacus, spécifique pour les applications P2P-TV. Nos expériences prouvent que Abacus, bien qu'il soit basé sur la simple mesure du numéro des paquets et octets échanges par un hôte, fourni une solution légère et efficace pour l'identification des applications P2P. En suite, nous évaluons l'impact de la réduction des données, due à l'utilisation très commune de Netflow et de l'échantillonnage à niveau paquet, sur la classification de trafic. Nous montrons que Abacus peut être adapté à utiliser ce type des données, et que même si l'échantillonnage de paquets cause une dégradation importante de la qualité des mesurés, cependant la classification reste possible si l'apprentissage du classificateur est fait avec des données eux même échantillonnées. En fin, nous étudions un nouveau type de protocole de transport pour les applications P2P, LEDBAT, proposé et utilisé par la version officielle de BitTorrent. Ce protocole, basé sur le délai, veut implémenter un transport a basse priorité. Nous montrons que LEDBAT atteinte son objectif, mais qu'il souffre d'un problème d'équité entre flux du même type: nous identifions la cause de ce problème et proposons des solutions efficaces, qui rétablissent l'équité.

Cette thèse est dédiée à l'étude mathématique de quelques modèles de trafic routier congestionné. La notion essentielle est l'équilibre de Wardrop. Elle poursuit des travaux de Carlier et Santambrogio avec des coauteurs. Baillon et Carlier ont étudié le cas de grilles cartésiennes dans $\RR^2$ de plus en plus denses, dans le cadre de la théorie de $\Gamma$-convergence. Trouver l'équilibre de Wardrop revient à résoudre des problèmes de minimisation convexe. Dans le chapitre 2, nous regardons ce qui se passe dans le cas de réseaux généraux, de plus en plus denses, dans $\RR^d$. Des difficultés nouvelles surgissent par rapport au cas initial de réseaux cartésiens et pour les contourner, nous introduisons la notion de courbes généralisées. Des hypothèses structurelles sur ces suites de réseaux discrets sont nécessaires pour s'assurer de la convergence. Cela fait alors apparaître des fonctions qui sont des sortes de distances de Finsler et qui rendent compte de l'anisotropie du réseau. Nous obtenons ainsi des résultats similaires à ceux du cas cartésien. Dans le chapitre 3, nous étudions le modèle continu et en particulier, les problèmes limites. Nous trouvons alors des conditions d'optimalité à travers une formulation duale qui peut être interprétée en termes d'équilibres continus de Wardrop. Cependant, nous travaillons avec des courbes généralisées et nous ne pouvons pas appliquer directement le théorème de Prokhorov, comme cela a été le cas dans \cite{baillon2012discrete, carlier2008optimal}. Pour pouvoir néanmoins l'utiliser, nous considérons une version relaxée du problème limite, avec des mesures d'Young. Dans le chapitre 4, nous nous concentrons sur le cas de long terme, c'est-à-dire, nous fixons uniquement les distributions d'offre et de demande. Comme montré dans \cite{brasco2013congested}, le problème de l'équilibre de Wardrop est équivalent à un problème à la Beckmann et il se réduit à résoudre une EDP elliptique, anisotropique et dégénérée. Nous utilisons la méthode de résolution numérique de Lagrangien augmenté présentée dans \cite{benamou2013augmented} pour proposer des exemples de simulation. Enfin, le chapitre 5 a pour objet l'étude de problèmes de Monge avec comme coût une distance de Finsler. Cela se reformule en des problèmes de flux minimal et une discrétisation de ces problèmes mène à un problème de point-selle. Nous le résolvons alors numériquement, encore grâce à un algorithme de Lagrangien augmenté
This thesis is devoted to the mathematical analysis of some models of congested road traffic. The essential notion is the Wardrop equilibrium. It continues Carlier and Santambrogio's works with coauthors. With Baillon they studied the case of two-dimensional cartesian networks that become very dense in the framework of $\Gamma$-convergence theory. Finding Wardrop equilibria is equivalent to solve convex minimisation problems.In Chapter 2 we look at what happens in the case of general networks, increasingly dense. New difficulties appear with respect to the original case of cartesian networks. To deal with these difficulties we introduce the concept of generalized curves. Structural assumptions on these sequences of discrete networks are necessary to obtain convergence. Sorts of Finsler distance are used and keep track of anisotropy of the network. We then have similar results to those in the cartesian case.In Chapter 3 we study the continuous model and in particular the limit problems. Then we find optimality conditions through a duale formulation that can be interpreted in terms of continuous Wardrop equilibria. However we work with generalized curves and we cannot directly apply Prokhorov's theorem, as in \cite{baillon2012discrete, carlier2008optimal}. To use it we consider a relaxed version of the limit problem with Young's measures. In Chapter 4 we focus on the long-term case, that is, we fix only the distributions of supply and demand. As shown in \cite{brasco2013congested} the problem of Wardrop equilibria can be reformulated in a problem à la Beckmann and reduced to solve an elliptic anisotropic and degenerated PDE. We use the augmented Lagrangian scheme presented in \cite{benamou2013augmented} to show a few numerical simulation examples. Finally Chapter 5 is devoted to studying Monge problems with as cost a Finsler distance. It leads to minimal flow problems. Discretization of these problems is equivalent to a saddle-point problem. We then solve it numerically again by an augmented Lagrangian algorithm

Dans cette thèse, nous nous intéressons aux équations des gaz sans pression avec contrainte de congestion qui soulèvent encore de nombreuses questions. La stratégie que nous proposons repose sur des précédents travaux sur le mouvement de foule dans le cadre de l'espace de Wasserstein, et sur un modèle granulaire avec des collisions inélastiques.Elle consiste en l'étude d'un schéma discrétisé en temps dont les suites doivent approcher les solutions de ces équations.Le schéma se présente de la manière suivante : à chaque pas de temps, le champ des vitesses est projeté sur un ensemble lui permettant d'éviter les croisements entre particules, la densité est ensuite déplacée selon le nouveau champ des vitesses, puis est projetée sur l'ensemble des densités admissibles (inférieures à une valeur seuil donnée).Enfin, le champ des vitesses est mis à jour en tenant compte du parcours effectué par les particules. En dimension 1, les solutions calculées par le schéma coïncident avec les solutions connues pour ce système. En dimension 2, les solutions calculées respectent les propriétés connues des solutions des équations de gaz sans pression avec contrainte de congestion. De plus, on retrouve des similarités entres ces solutions et celles du modèle granulaire microscopique dans des cas où elles sont comparables. Par la suite, la discrétisation en espace pose des problèmes et a nécessité l'élaboration d'un nouveau schéma de discrétisation du coût Wasserstein quadratique. Cette méthode que nous avons baptisée méthode du balayage transverse consiste à calculer le coût en utilisant les flux de masses provenant d'une certaine cellule et traversant les hyperplans définis par les interfaces entre les cellules
In this thesis, we consider the pressureless Euler equations with a congestion constraint.This system still raises many open questions and aside from its one-dimensional version,very little is known. The strategy that we propose relies on previous works of crowd motion models withcongestion in the framework of the Wasserstein space, and on a microscopic granularmodel with inelastic collisions. It consists of the study of a time-splitting scheme. The first step is about the projection of the current velocity field on a set, avoiding the factthat trajectories do not cross during the time step. Then the scheme moves the density with the new velocity field. This intermediate density may violate the congestion constraint. The third step projects it on the set of admissible densities. Finally, the velocity field is updated taking into account the positions of physical particles during the scheme. In the one-dimensional case, solutions computed by the algorithm matchwith the ones that we know for these equations. In the two-dimensional case, computed solutions respect some properties that can be expected to be verified by the solutions to these equations. In addition, we notice some similarities between solutions computed by the scheme and the ones of the granular model with inelastic collisions. Later, this scheme is discretized with respect to the space variable in the purpose of numerical computations of solutions. The resulting algorithm uses a new method to discretize the Wasserstein cost. This method, called Transverse Sweeping Method consists in expressing the cost using the mass flow from any cell and crossing hyperplanes defined by interfaces between cells

Mes travaux de recherche ont pour sujet unificateur : les déplacements et les réseaux de transport ; et ils ont été traités par une approche unique, la modélisation physico-économique à caractère mathématique et algorithmique.
Une telle modélisation comporte quatre aspects : un contenu sémantique, à caractère physique ou économique ; une formulation mathématique ; un solveur technique ; un aspect empirique (métrologie, statistique, économétrie).
Les disciplines mises en œuvre sont variées : théorie des réseaux, optimisation, informatique algorithmique, probabilités et statistiques, et aussi économie, socio-économie et physique du trafic. Mes contributions théoriques concernent la théorie des réseaux, l'économie du transport et la physique du trafic.
Mes travaux se répartissent en quatre thèmes :
A. La mesure et la modélisation du trafic. Au niveau local d'une route, j'ai analysé la relation entre flux et vitesse en mettant en cohérence l'analyse désagrégée, probabiliste au niveau du mobile individuel ; et l'analyse macroscopique en termes de flux et de distribution statistique des temps.
B. La modélisation des réseaux et des cheminements. L'équilibre entre offre de transport et demande de déplacement conjugue une dimension spatiale - topologique, une dimension temporelle, et une dimension comportementale - économique. Les enjeux de modélisation concernent : la représentation de l'offre et la demande ; la formulation et les propriétés d'existence – unicité – stabilité ; les algorithmes. Je me suis intéressé à la diversité des comportements ; et à la modélisation fine de l'offre et à la dimension temporelle.
C. L'analyse socio-économique des déplacements. Je me suis intéressé à l'usage de divers moyens de transport et à la prospection de leur clientèle potentielle ; au choix d'horaire de déplacement ; aux caractéristiques à la fois économiques et dynamiques de la congestion.
D. La distribution spatiale des déplacements et des activités. Je me suis intéressé d'une part à l'observation des flux par relation origine-destination (O-D) et à l'inférence statistique des matrices O-D ; et d'autre part, à la justification microéconomique des déplacements en raison de la localisation et de l'utilité des activités.

Plusieurs problèmes d'optimisation liés à la théorie du transport optimal, concernant aussi des critères de concentration, sont étudiés. Il s'agit, pour ce qui est des primiers chapitres, de la minimization de fonctionnelles definies sur les mesures marginales du porblème de transport, en demandant que l'une soit concentrée et l'autre diffusée, alors que les deux doivent être proche au sense du transport de masse. D'autres chapitres portent sur des modèles différentes qui considèrent la concentration des parcours suivis par les particules lors du mouvement, en donnant des effets de congestion ou branchement. Plusieurs problèmes font apparaître des structures de dimension 1 (reseaux, supports rectifiables de mesures vectorielles, ensemble sous contraintes de longueur...) et leur régularité (blow-up) est étudiée dans les deux derniers chapitres. Les modèles viennent dans la majorité des cas de possibles applications à la planification urbaine, la biologie (arbres, feuilles et système sanguin), la géophysique (bassins fluviaux) et la mécanique des fluides. La thèse a été écrite sous la direction du Prof. Buttazzo et soutenue à l'Ecole Normale Supérieure de Pise.