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Sujets de thèse 2016
Réseaux multi-chemins : étude de performances et amélioration de l'existant
Direction : Cristel Pelsser, Stéphane Cateloin, Pascal Mérindol
Dans un premier temps, il sera nécessaire de développer des techniques de mesures et des méthodes de détections permettant de quantifier et de caractériser le multi-chemins dans l’Internet d’aujourd’hui. Mesurer la performance observée par des applications dans un tel environnement et comprendre les différentes formes de multi-chemins (au niveau routage avec ECMP ou au niveau transport avec MPTCP) seront également parmi les premiers enjeux d’un tel travail. Pour cela il faudra notamment élaborer des méthodes permettant de corréler un chemin avec la performance observée pour un flux.
Ensuite, il s’agira de tirer les conclusions qui découlent de nos mesures. En fonction des résultats observés, on se posera la question de savoir ce que l’on peut améliorer d’un point de vue routage pour contourner les segments de chemins sur lesquels on observe une performance dégradée. Cela peut par exemple impliquer des changements au niveau dissémination des informations de signalisation. Il peut aussi s’agir de modifier les calculs et l’utilisation effective des chemins multiples, de manière à mettre en oeuvre une répartition de trafic dynamique, adaptée à la charge mais néanmoins suffisamment stable pour éviter les effets néfastes des oscillations de routes.
Le doctorant devra également élaborer des méthodes permettant la corrélation des changements sur le plan de contrôle à une dégradation de performance. Si l’on observe que certaines actions des opérateurs sur le plan de contrôle sont préjudiciables pour les performances, le doctorant proposera des techniques efficaces de maintenance de réseaux qui sont exemptes de ces problèmes dans un contexte multi-chemins. Il est probable que les protocoles de routages multi-chemins soient plus robustes aux changements topologiques que les solutions mono-chemin. Que ce soit sur des graphes logiques et physiques, certaines propriétés caractéristiques du multi-chemins, au niveau du routage interne ou pour iBGP , pourraient se révéler pertinentes. Un dernier objectif sera donc de déterminer un ensemble de telles propriétés.
Les candidats doivent envoyer un dossier (CV détaillé, lettre de motivation, des relevés de notes et résultats des deux années de master avec le classement sur la promotion, et éventuellement des lettres de recommandation) à pelsser@unistra.fr avant le 20 mai 2016.
Virtualizing Heterogeneous Wireless Networks with SDN for the 5G
Direction : Fabrice Théoleyre, Antoine Gallais, Kristof Van Laerhoven
The use of Information and Communication Technologies (ICT) is becoming increasingly important. The European Telecommunication Area has been reported to bypass the aerospace and pharmaceutical domains.Telcos offer a digital connection to an increasing number of diverse devices. While the historical mobile networks were primarily designed for voice and later extended for data communication (smartphones), we now face the rise of intensive Machine-To-Machine communications. The LTE technology has recently provided a way to increase the throughput (≈300Mbps), but it is mainly dedicated for smartphones applications. In particular, such technology has not been designed to support a very large density of devices transmitting only a few data packets per day / week. The 5G networks provide a cornerstone architecture for enabling the emerging smart cities and smart buildings applications that exhibit those characteristics.
Currently, we face to concurrent technologies for IoT (LoRA, IEEE 802.11ah, IEEE 802.15.4g, IEEE 8021.5.4e-TSCH) which all exploit the same unlicensed band. Each of this technology has its own advantages and scenario of predilection : they will probably have to cohabit in the future. One of the major future challenge will consist in exploiting in symbiosis all of them. The PhD student will explore how we may use all these technologies to provide a connectivity in the Internet of Everything. First of all, he will conduct experiments on our FIT IoT-Lab (http://iot-lab.info/) platform to more accurately model their interactions, and to extract pathological situations. The second step will consist in proposing a new architecture, and new mechanisms to make them work together. We must be able to provide mechanisms to guarantee end-to-end performance : whatever the technology used for each hop, a minimum reliability or a maximum delay should be secured. Software Defined Networking (SDN) may provide interesting mechanisms to guarantee flow isolation.
To apply, please send your full CV, academic record, recommendation(s) and supporting letter before may 15th 2016 to theoleyre@unistra.fr.
CIFFRE: Smart Mobility & Multi modality in the Future Complex Urban Environments
Direction : Fabrice Théoleyre, Antoine Gallais, Cristel Pelsser (ICube) & Stéphane Klein (T&S)
Our society is facing an unprecedented massive urbanization. At the time of writing, 54% of the world’s population lives in urban areas (with an 82% peak in North America), opposed to only 30% in 1950. The obvious (but not nearly trivial!) emerging challenge is how to successfully accomplish a sustainable urbanization at such level and scale. Information and Communication Technologies (ICT) are expected to play a crucial role in the sustainable de- velopment of new urban environments. The term Smart Cities has been coined to identify technology-intensive cities which provide the ability to gather, analyze, and distribute information so as to transform services offered to the citizens, improve operational efficiency, and entail better decisions at the municipal level.
Smart mobility aims at making the trips more flowing. In particular, smart cities have now to integrate new actors and new usages:
- a new age will start, with fully autonomous cars accessible on-demand;
- new entrants are catalyzing the transformation (e.g. Google, uber)
- the needs of developing flexible transportation services
- massive collaborating software solutions to reduce both the CAPEX and OPEX (e.g. blablacar, ubercommute)
A large body of techniques have been developed to compute shortest trips in road or train networks. Similarly, multi-modal transportation planning has been extensively studied in the last decades. However, the development of urban smart areas comes with unprecedented challenges:
- web 2.0 and now 3.0 is emerging, with intensive digital interactions, virtualizing the physical world. The connection of a so large human communities empower systematic interactions and altruism. How could we exploit these interactions to make the solutions more flexible?
- smart cities now integrate a very large collection of smart devices to monitor the traffic, regulate the traffic lights, monitoring the car park occupancy, etc. More and more local authorities develop now opendata strategies, where measures are pushed to the web to be exploited by other actors. How can this huge volume of data be used to design smarter algorithms? To regulate the traffic, optimizing both the individual (trip time), and global (e.g. pollution) interests?
- personalization is now a requirement for most modern systems. Obviously, the proposed trips should be different for a family with a cart and a sportsman or student. Several criteria have to be considered, and the classification must be automatic: a user cannot realistically enter all his preferences for each of his requests.
To apply, please send your full CV, academic record, recommendation(s) and supporting letter before June 30th 2016 to reseaux-smartmob@icube.unistra.fr.
CONACYT: Smart Mobility & Multi modality in the Future Complex Urban Environments
Direction : Fabrice Théoleyre, Pascal Mérindol (ICube) & Rolando Menchaca Méndez (IPN)
Internet will soon face a huge explosion of its usages and applications : in particular, the development of Smart- cities (-buildings, etc.) currently lead to a colossal number of devices that continuously push and retrieve data in a fashion that was not expected with the initial Internet design. In the current and traditional architecture, Wireless Access Networks (WLAN) simply push data to a collection of opaque data centers whose locations do not guarantee any routing performances and privacy concerns. This classical centralized and hierarchical data forwarding model does not favor the development of local communities and stakeholders, and may create bottlenecks.
We propose to create a decentralized infrastructure, with local exchanges, preserving the privacy. Traffic offloading represents the first step : the network operator pushes some data to local Access Points to increase globally the throughput. We aim at going further : exchanges should be localized and should not pass through a centralized backbone, hierarchically organized. The PhD student will study how we may set-up a Community Based Architecture.
He will have to face to several key challenges :
- to propose an architecture based on Communities (of interest, location, etc.)
- to provide mechanisms for stable inter-communities routing, each community being able to guarantee its privacy ;
- to propose to adapt the Software Defined Networking (SDN) concepts [1, 2] to this multihop topology ;
- to propose mechanisms for crowd sensing in this architecture while preserving anonymity ;
- to experiment in real-life his propositions.
To apply, please send your full CV, academic record, recommendation(s) and supporting letter before March 30th 2016 to reseaux-CAN@icube.unistra.fr.
Sujets de thèse 2015
Influence d'une architecture de type maître-esclave dans les problématiques de sécurité de l'Internet des Objets
Direction : Thomas Noël, Pierre David
L'internet des Objets repose souvent sur une vision où tout objet peut communiquer avec n'importe quel nœud de l'Internet en utilisant un protocole tel qu'IPv6 ou éventuellement IPv4. Cette vision pose des problèmes de sécurité particulièrement exacerbés par le caractère contraint (en puissance processeur, mémoire et énergie) des objets concernés. L'objet de cette thèse est de proposer et d’évaluer une solution de sécurisation d’une architecture de type maître-esclave comme CASAN où les communications avec les objets (les esclaves) doivent passer par un maître pour lequel les contraintes sont moins fortes.
Dans un premier temps, il s'agira d’étudier ce type d’architecture et les modes de fonctionnement spécifiques dans le cadre de l’Internet des objets. Dans un deuxième temps, il sera demandé de proposer des approches innovantes pour assurer la disponibilité, l'intégrité et la confidentialité sur une telle architecture. Ces approches seront bien sûr préventives, mais pourront également intégrer une dimension « curative » pour régler a posteriori un problème de sécurité intervenant dans le système. Dans un troisième temps, un travail sera mené sur l'évaluation des approches proposées par rapport à la vision plus conventionnelle de l'Internet des Objets
Sujets de thèse 2014
Routage multichemins adaptatif : répartition de trafic collaborative et caractérisation qualitative de topologies
Direction : Fabrice Theoleyre, Stéphane Cateloin, Pascal Mérindol
Le routage est l’une des clés pour maîtriser les ressources d’un réseau. Le routage IP actuel repose sur des algorithmes dont l’objectif est soit de trouver un unique meilleur chemin entre chaque couple source-destination, soit plusieurs chemins pour une destination donnée. L’émergence des SDN peut faciliter le déploiement incrémental de nouvelles solutions de routage adaptées aux utilisations modernes de l’Internet. Les avantages du routage multichemins sont nombreux : réactivité aux pannes, répartition adaptative du trafic. Le premier objectif de cette thèse est de s’intéresser aux mécanismes de signalisation entre routeurs. La nature qualitative et quantitative des données échangées, les déclencheurs, le rythme de leur envoi et la convergence du protocole en sont de bons indicateurs. Les analyses de performances devront déterminer si les solutions proposées génèrent des états instables ou si elles tendent vers une solution optimale. Le second objectif concerne l’évaluation des propriétés des réseaux pour estimer leur capacité à supporter ces mécanismes de routage et de répartition. Plusieurs indicateurs peuvent se révéler pertinents : la quantité de routes découvertes, leur longueur, leur recouvrement, le temps de convergence, les oscillations/changements de route et les interférences avec TCP, etc. Est-il plus commode de valuer les liens pour favoriser le routage multi-chemins ou de s’affranchir de cette surcouche logique pour ne s’en remettre qu’à la structure physique ?
Les candidats peuvent envoyer un dossier (CV détaillé, lettre de motivation, des relevés de notes et résultats des deux années de master avec le classement sur la promotion, et éventuellement des lettres de recommandation) à cateloin@unistra.fr,merindol@unistra.fr avant le 15 mai 2014.
Poste de Professeur en informatique au concours 2013
L'université de Strasbourg propose un poste de Professeur en Informatique. Ce poste est affecté à l'UFR de Mathématique et Informatique pour l'enseignement et au laboratoire ICube pour la recherche. L'équipe de recherches Réseaux est l'une des trois équipes prioritaires pour ce recrutement.
La fiche de poste est consultable en cliquant ici
Sujets de thèse 2013
Répartition de trafic collaborative pour le routage multichemins
Direction : Thomas Noël, Jean-Jacques Pansiot, Stéphane Cateloin
La répartition de charge est un processus de décision qui peut reposer sur des indicateurs locaux, ou émanant d’autres routeurs. La nature de ces indicateurs doit être adaptée selon le contexte où ils sont employés (réseaux sans-fil, de capteurs, réseaux de coeur...). Des grandeurs relatives à la qualité de service peuvent également entrer en compte, par exemple en assignant des flux sensibles à des chemins respectant une ou plusieurs contraintes.
L’objectif principal de cette thèse est donc de s’intéresser à la collaboration entre routeurs, qui s’appuie sur un échange de messages. Ces messages peuvent être des avertissements en amont demandant par exemple une réduction du débit (« backpressure »), de messages autorisant l’admission de nouveaux flux ou diffusant des informations liées à la condition du routeur (par exemple la qualité des liens radio, la position ou la vitesse d’un noeud mobile voire le niveau de sa batterie).
La nature qualitative ou quantitative des données échangées et leur présentation, les déclencheurs et le rythme de leur envoi, la conduite à tenir lors de leur réception sont autant de comportements à définir et à étudier. Le candidat s’efforcera d’évaluer les solutions qu’il propose, notamment à l’aide d’outils de simulation. Outre la qualité de la répartition, la convergence du protocole est un point crucial. Les analyses de performances devront déterminer si les solutions proposées évoluent constamment dans un état instable ou si au contraire elles tendent vers une solution idéale. Dans ce cas, la durée de convergence sera un indicateur important.
Les candidats peuvent envoyer un dossier (CV détaillé, lettre de motivation, des relevés de notes et résultats des deux années de master avec le classement sur la promotion, et éventuellement des lettres de recommandation) à cateloin@unistra.fr avant le 15 mai 2013.
Graphes de Réseaux d’Opérateurs & Routage Multi-Chemins
Direction : Thomas Noël, Jean-Jacques Pansiot, Pascal Mérindol
Les réseaux d'opérateurs se doivent d'assurer un certain degré de connectivité à leurs clients. Cela induit des motifs particuliers quant à la structuration du graphe sous-jacent (en particulier l'assurance d'une redondance minimale). Une autre problématique inhérente aux réseaux d'opérateurs est l'optimisation de leurs ressources. Cet objectif peut notamment être mis en oeuvre au niveau routage. Le routage multi-chemins est l'une des solutions envisageables pour répartir la charge sur le réseau et ainsi limiter l’apparition de congestions. L’objectif de cette thèse est d’étudier les relations qui lient la structure du graphe des réseaux et l’opportunité d’y mettre en place un routage multi-chemins efficace. La question de la valuation des liens est alors prépondérante : est-il plus commode de valuer les liens pour favoriser le routage multi-chemins, ou de s'affranchir de cette surcouche logique pour ne s’en remettre qu'à la structure physique ? Est-il possible de dire, a priori, en connaissant les caractéristiques topologiques d’un réseau, quel algorithme de routage multi-chemins sera le plus efficace ? Réciproquement, peut-on, étant donné un algorithme de routage, inférer des modèles de graphe adaptés, qui favorisent son efficacité ? Existe-t-il des motifs structurels qui nuisent à la mise en place de routes multiples ou, au contraire, existe-t-il des motifs qui tendent à la favoriser ?
sujet Modèles de Graphe IP & Routage
Les candidats peuvent envoyer un dossier (CV détaillé, lettre de motivation, des relevés de notes et résultats des deux années de master avec le classement sur la promotion, et éventuellement des lettres de recommandation) à merindol@unistra.fr avant le 15 mai 2013.