Internet Content Management using Complex Network Analysis techniques

Internet Content Management using Complex Network Analysis techniques

Πανταζόπουλος Παναγιώτης (EL)

born_digital_thesis

Διδακτορική Διατριβή (EL)

Doctoral Dissertation (EN)

2015

Με την έκρηξη του διακινούμενου περιεχομένου και την ετερογένεια των χρηστών/συσκευών, το σημερινό Διαδίκτυο έχει εξελιχθεί σε σύστημα εξαιρετικά μεγάλης πολυπλοκότητας, γεγονός που δυσχεραίνει το σχεδιασμό αποδοτικών πρωτοκόλλων. Η διαθεσιμότητα καθολικής πληροφορίας, τοπολογικής είτε άλλης σχετικής με το προφίλ των χρηστών, θεωρείται πλέον ελάχιστα ρεαλιστική αν όχι αδύνατη. Έτσι, το ανοικτό ζήτημα-πρόκληση στο οποίο η διατριβή στοχεύει να απαντήσει είναι η διαχείρηση του Διαδικτυακού περιεχομένου με κατανεμημένο τρόπο και η αξιοποίηση για το σκοπό αυτό πληροφορίας τοπικής εμβέλειας. Προς την κατεύθυνση αυτή, η εισαγωγή κοινωνικο-τεχνικών εννοιών και γραφοθεωρητικών εργαλείων κάτω από τη διεπιστημονική περιοχή της Ανάλυσης Σύνθετων Δικτύων αποσπά αυξανόμενο ενδιαφέρον χωρίς όμως να έχει ως τώρα μελετηθεί σε βάθος. Η διατριβή εξετάζει προβλήματα διαχείρισης περιεχομένου ή/και υπηρεσιών: α) πάνω σε ασύρματα οπορτουνιστικά δίκτυα (DTNs) και β) πάνω σε ενσύρματες τοπολογίες ISP (Internet Service Provider) δικτύων. Στο οπορτουνιστικό περιβάλλον αναζητούνται οι κατάλληλοι κόμβοι πoύ θα αποθηκεύσουν περιεχόμενο ώστε αυτό να διατίθεται αποδοτικά στο δίκτυο και επίσης διερευνάται η κοινωνικοκεντρική (socio-aware) προώθηση μηνυμάτων μεταξύ κινούμενων χρηστών. Πάνω σε ISP τοπολογίες μελετάται η κατανεμημένη χωροθέτηση (placement) υπηρεσιών και η αναζήτηση περιεχομένου με χρήση τοπικής πληροφορίας. Εμμέσως με το Διαδικτυακό περιεχόμενο σχετίζεται η ευαισθησία ISP τοπολογιών σε επιθέσεις κεντρικών κόμβων που επίσης εξετάζεται. To καινούριο χαρακτηριστικό που εισάγει η διατριβή είναι το πώς κατάλληλα εργαλεία Ανάλυσης Σύνθετων Δικτύων, οι μετρικές κεντρικότητας, μπορούν να αποδόσουν/συλλάβουν τη σημασία των κόμβων (χρηστών) μέσα στο δίκτυο ώστε οι σημαντικότεροι να αξιοποιηθούν στο σχεδιασμό αλγορίθμων διαχείρισης περιεχομένου. Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι και οι αντίστοιχες υλοποιήσεις πρωτοκόλλων αναλύονται ώς προς την πολυπλοκότητα και τα χαρακτηριστικά τους, και προσομοιώνονται πάνω σε πραγματικές τοπολογίες και δεδομένα κίνησης χρηστών του Διαδικτύου. Tα σχετικά αποτελέσματα αναδεικνύουν τις συνθήκες κάτω από τις οποίες (τοπική) πληροφορία κεντρικότητας μπορεί να οδηγήσει αποδοτικά τη διαχείριση περιεχομένου. (EL)

With the explosion of (user-generated) content and the heterogeneity of users/devices, today’s Internet has evolved into a system of extreme complexity hindering the design of effective network protocols. The availability of global information, either topological or related to the users’ profiles is non-realistic if not impossible to obtain. As such, a significant open challenge that the thesis seeks to address involves the management of Internet content (or services) in a distributed manner with the utilization of local-scope information. Towards this end, the socio-technical insights provided by the interdisciplinary framework of Complex Network Analysis (CNA) have attracted the interest of the research community, yet remain largely under-explored. The thesis addresses instances of content management problems over mobile opportunistic networks as well as wired ISP networks at the router-level. Among the mobile opportunistic nodes, we seek to identify the appropriate nodes to store and efficiently provide content to the rest of the network. Over the ISP topologies, we study the distributed Internet service placement and the content search driven by local information. The vulnerability of the latter networks to node attacks is also explored from both the connectivity and content-related standpoint. The novelty dimension of the thesis lies in the effort to introduce and promote (CNA) centrality metrics to important parameters for the design of Internet content operations. Our results obtained by analysis and simulations over real-world data, reveal useful insights and provide guidelines as to how (local) centrality information can efficiently drive the management of Internet content. (EN)

English

Σχολή Θετικών Επιστημών » Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών » Τομέας Θεωρητικής Πληροφορικής

Βιβλιοθήκη και Κέντρο Πληροφόρησης » Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών

https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

University of Athens

Pergamos Digital Library

Doctoral Dissertation