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Descoberta da topologia de rede
Doutoramento em MatemáticaA monitorização e avaliação do desempenho de uma rede são essenciais
para detetar e resolver falhas no seu funcionamento. De modo a
conseguir efetuar essa monitorização, e essencial conhecer a topologia
da rede, que muitas vezes e desconhecida. Muitas das técnicas usadas
para a descoberta da topologia requerem a cooperação de todos os
dispositivos de rede, o que devido a questões e políticas de segurança
e quase impossível de acontecer. Torna-se assim necessário utilizar
técnicas que recolham, passivamente e sem a cooperação de dispositivos
intermédios, informação que permita a inferência da topologia
da rede. Isto pode ser feito recorrendo a técnicas de tomografia, que
usam medições extremo-a-extremo, tais como o atraso sofrido pelos
pacotes.
Nesta tese usamos métodos de programação linear inteira para resolver
o problema de inferir uma topologia de rede usando apenas medições
extremo-a-extremo. Apresentamos duas formulações compactas de
programação linear inteira mista (MILP) para resolver o problema.
Resultados computacionais mostraram que a medida que o número de
dispositivos terminais cresce, o tempo que as duas formulações MILP
compactas necessitam para resolver o problema, também cresce rapidamente.
Consequentemente, elaborámos duas heurísticas com base
nos métodos Feasibility Pump e Local ranching. Uma vez que as medidas
de atraso têm erros associados, desenvolvemos duas abordagens
robustas, um para controlar o número máximo de desvios e outra para
reduzir o risco de custo alto. Criámos ainda um sistema que mede
os atrasos de pacotes entre computadores de uma rede e apresenta a
topologia dessa rede.Monitoring and evaluating the performance of a network is essential
to detect and resolve network failures. In order to achieve this monitoring
level, it is essential to know the topology of the network which
is often unknown. Many of the techniques used to discover the topology
require the cooperation of all network devices, which is almost
impossible due to security and policy issues. It is therefore, necessary
to use techniques that collect, passively and without the cooperation
of intermediate devices, the necessary information to allow the inference
of the network topology. This can be done using tomography
techniques, which use end-to-end measurements, such as the packet
delays.
In this thesis, we used some integer linear programming theory and
methods to solve the problem of inferring a network topology using
only end-to-end measurements. We present two compact mixed integer
linear programming (MILP) formulations to solve the problem. Computational
results showed that as the number of end-devices grows, the
time need by the two compact MILP formulations to solve the problem
also grows rapidly. Therefore, we elaborate two heuristics based on the
Feasibility Pump and Local Branching method. Since the packet delay
measurements have some errors associated, we developed two robust
approaches, one to control the maximum number of deviations and
the other to reduce the risk of high cost. We also created a system
that measures the packet delays between computers on a network and
displays the topology of that network
Estimating phylogenies from molecular data
Phylogenetic estimation from aligned DNA, RNA or amino acid sequences has attracted more and more attention in recent years due to its importance in analysis of many fine-scale genetic data. Nowadays, its application fields range from medical research to drug discovery, to epidemiology, to systematics and population dynamics. Estimating phylogenies involves solving an optimization problem, called the phylogenetic estimation problem (PEP), whose versions depend on the criterion used to select a phylogeny among plausible alternatives. This chapter offers an overview of PEP and discuss the most important versions that occur in the literature.SCOPUS: ch.binfo:eu-repo/semantics/publishe