Dissertação apresentada às Universidades de Minho, Aveiro e Porto paracumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor no âmbito do doutoramento conjunto MAP-Tele, realizada sob a orientação científica de Paulo Jorge Salvador Serra Ferreira e de António Manuel Duarte Nogueira. Resumo inserto na publicação. Ficheiro de 5,38 Mb em formato pdf (158 p.). Título da dissertação em língua portuguesa: Metodologias para caracterização de tráfego em redes de comunicações.

A Internet pode ser vista como uma plataforma em constante evolução onde novos e diferentes serviços e aplicações estão constantemente a emergir. De facto, muitas das aplicações dominantes, tais como redes sociais, apareceram recentemente tendo sido rapidamente adotadas pela comunidade de utilizadores da Internet. Todas estas novas aplicações requerem a implementação de novos protocolos que apresentam diferentes requisitos de rede de acordo com o serviço que implementam. Toda esta diversidade levou à necessidade de construção eficiente de perfis de utilizadores através do mapeamento do tráfego destes na aplicação que o originou. Várias tarefas de gestão de redes tais como a otimização de recursos, desempenho da rede, personalização de serviços e segurança podem beneficiar de um eficiente mapeamento de tráfego. No entanto, esta é uma tarefa difícil devido à complexidade inerente dos protocolos existentes e a várias restrições que impedem a análise dos conteúdos do tráfego. De facto, muitas tecnologias, tais como a encriptação do tráfego, são amplamente utilizadas para proteger a confidencialidade e integridade das comunicações na Internet. Por outro lado, várias limitações legais impedem também a análise dos tráfego de utilizadores da Internet de modo a proteger a sua confidencialidade e privacidade. Consequentemente, novas metodologias de discriminação de tráfego são necessárias para uma eficiente construção de perfis de tráfego e de utilizadores. Esta tese propõe várias metodologias que permitem uma construção precise de perfis de tráfego e que operam eficientemente sob as várias restrições que foram atrás mencionadas. Através da análise das componentes de frequência presentes no tráfego capturado e da avaliação da presença dos vários eventos causados e relacionados com os utilizadores e com a própria rede, as metodologias propostas são capazes de construir um perfil para cada uma das aplicações da Internet estudadas. O uso de vários modelos probabilísticos permite uma associação exata do tráfego analisado à aplicação correspondente. Várias extensões podem ser feitas às metodologias propostas de modo a permitir a identificação de perfis ilícitos escondidos em comunicações legítimas bem como a classificação de tráfego em tempo real. Um novo paradigma para a gestão de redes com e sem fios é também proposto, em que através da análise de métricas da camada 2 e das várias componentes de frequência presentes é possível uma construção eficiente de perfis dos utilizadores ligados em termos das aplicações-web usadas. Por fim, alguns cenários de utilização vão ser apresentados e discutidos.