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The last few years have seen an increasing wave of attacks with serious economic and privacy damages, which evinces the need for accurate Network Intrusion Detection Systems (NIDS). Recent works propose the use of Machine Learning (ML) techniques for building such systems (e.g., decision trees, neural networks). However, existing ML-based NIDS are barely robust to common adversarial attacks, which limits their applicability to real networks. A fundamental problem of these solutions is that they treat and classify flows independently. In contrast, in this paper we argue the importance of focusing on the structural patterns of attacks, by capturing not only the individual flow features, but also the relations between different flows (e.g., the source/destination hosts they share). To this end, we use a graph representation that keeps flow records and their relationships, and propose a novel Graph Neural Network (GNN) model tailored to process and learn from such graph-structured information. In our evaluation, we first show that the proposed GNN model achieves state-of-the-art results in the well-known CIC-IDS2017 dataset. Moreover, we assess the robustness of our solution under two common adversarial attacks, that intentionally modify the packet size and inter-arrival times to avoid detection. The results show that our model is able to maintain the same level of accuracy as in previous experiments, while state-of-the-art ML techniques degrade up to 50% their accuracy (F1-score) under these attacks. This unprecedented level of robustness is mainly induced by the capability of our GNN model to learn flow patterns of attacks structured as graphs., Comment: 7 pages, 4 figures, 1 table

Actualmente, en el mercado empresarial existe una gran necesidad de obtener información de valor para la compañía. Las empresas precisan conocer la percepción de sus clientes para poder tomar medidas y mejorar sus servicios prestados. La competencia cada día es más fuerte y los clientes conocen mucho más las posibles alternativas de servicio o producto. La estadística es una herramienta que ofrece la oportunidad de obtener un análisis de la información necesaria para que una empresa conozca sus productos o servicios desde la perspectiva de su cliente para poder tomar decisiones estratégicas acertadas y mejorar su rentabilidad. Para nuestro caso práctico desarrollaremos el proyecto sobre el Servicio de Atención al Cliente (SAC)de una empresa del gas. Evaluaremos la satisfacción del cliente obteniendo datos a través de análisis descriptivos y un modelo de regresión lineal múltiple que nos identifique un ranking de atributos y a su vez nos sirva para las mejoras de la compañía., Grado en Estadística

Answering large-scale questions in ecology can involve time-consuming data compilation. We show how networks of undergraduate classes can make these projects more manageable and provide an authentic research experience for students. With this approach, we examined the factors associated with plant species richness in US national wildlife refuges. We found that the richness of harmful invasive plants and the richness of native plants were positively correlated in mainland refuges but negatively correlated in island refuges. Nonnative richness and invasive richness were also positively correlated with colonization pressure as indicated by nonnative richness around each refuge. Associations between refuge characteristics and invasive plants varied substantially among regions, with refuge area and habitat diversity important predictors of invasion in some regions but not in others. Our results serve to identify the refuges that are most susceptible to plant invasion and demonstrate the potential value of a new model for education and research integration.

6 páginas, ilustraciones y tablas estadísticas., Se parte de la hipótesis de que la adición de sustancias quelantes es útil para la remediación de suelos con suficiente materia orgánica y altas concentraciones de metales pesados, pero se desconoce su influencia sobre las comunidades vegetales asentadas sobre ellos, o sobre su banco de semillas. Se comparan los efectos de dos de éstas sustancias (EDTA y DTPA) sobre una comunidad de pastizal húmedo afectada por el emplazamiento de la mina abandonada “Fernandito” (Garganta de los Montes, Madrid). Se diseñó un experimento de bioensayo de microcosmos (6 meses) con la capa superficial del suelo de este pasto, con su banco de semillas y altos niveles de contaminación, especialmente de Cu, y con Zn y Cd (1120, 190, y 15 ppm respectivamente), un pH de 5 y 6,2% de M.O., en conjunción con los siguientes tratamientos: suelo sin adición de enmiendas (control), suelo con 1g / kg de EDTA y suelo con 1g / kg DTPA. Se exponen los resultados obtenidos respecto a cobertura vegetal, riqueza de especies, biomasas aérea y subterránea de la comunidad y composición química de las plantas más abundantes. Los quelatos no tuvieron efectos negativos severos en las plantas, mientras que incrementaron significativamente la cantidad de Cu acumulada en raíces y partes aéreas. En concreto, Corrigiola telephiifolia y Agrostis castellana extrajeron grandes cantidades de Cu en conjunción con EDTA, si bien mostraron ciertos desequilibrios nutricionales. Por otro lado, la cantidad de metales acumulados en partes aéreas y raíces resultó menor en el caso de DTPA que en del EDTA., REN2002-02501

En C. Reinhardtii, la deficiencia en nitrógeno inducida al mantener las células en un medio de cultivo sin este elemento eleva el nivel de las actividades glutamina sintetasa (gs) y glutamato sintasa (cogat), aumentando la gs1 y la nadh-gogat mas que la gs2 y la fd-gogat. Experimentos realizados con msx, azaserina y metilamonio sugieren que el amonio y/o la glutamina evitan la expresión máxima de las actividades gs y fd-gogat, mientras que un producto de la asimilación de amonio puede ser modulador negativo de la nadh-gogat. La carencia de nitrógeno aumenta también el consumo de amonio, pero no los de nitrato o nitrito, y permite que se asimile n inorgánico en oscuridad a expensas de los compuestos orgánicos acumulados en la célula. La limitación de co2 producd: (i) una inhibición del consumo de nitrato, que permite que en esas condiciones todo el amonio que resulta de la reducción de nitrato se incorpore como aminoácidos; (ii) una disminución de las actividades nitrato reductasa (nr) y gs. Mientras que la perdida de actividad nr puede deberse a la inhibición previa del transporte de nitrato, la de actividad gs esta causada por el funcionamiento de la ruta de asimilación de n inorgánico cuando el suministro de productos de la fijación co2 disminuye. A partir de estos resultados, se propone una regulación coordinada de la utilización de nitrato y la actividad gs por productos tempranos del metabolismo del n inorgánico, es decir, del amonio y/o algún producto primario de su asimilación. Por otra parte, la limitación de co2 también produce una aparente inhibición de la reducción de nitrito, que solo ocurre en presencia de nitrato y no se observa en células tratadas con msx, lo que sugiere la participación en la misma de algún producto de la asimilación de amonio.

Wireless technologies are rapidly evolving and the users are demanding the possibility of changing its point of attachment to the Internet (i.e Access Router) without breaking the IP communications. This can be achieved by using Mobile IPv6. However mobile clients must forwards its data packets addressed towards its home network through a special entity, the Home Agent (HA). This HA is a key point when considering the performance of Mobile IPv6-based networks.

Premi extraordinari doctorat UPC curs 2019-2020, àmbit d’Enginyeria de les TIC Significant breakthroughs in the last decade in the Machine Learning (ML) field have ushered in a new era of Artificial Intelligence (AI). Particularly, recent advances in Deep Learning (DL) have enabled to develop a new breed of modeling and optimization tools with a plethora of applications in different fields like natural language processing, or computer vision. In this context, the Knowledge-Defined Networking (KDN) paradigm highlights the lack of adoption of AI techniques in computer networks and – as a result – proposes a novel architecture that relies on Software-Defined Networking (SDN) and modern network analytics techniques to facilitate the deployment of ML-based solutions for efficient network operation. This dissertation aims to be a step forward in the realization of Knowledge-Defined Networks. In particular, we focus on the application of AI techniques to control and optimize networks more efficiently and automatically. To this end, we identify two components within the KDN context whose development may be crucial to achieve self-operating networks in the future: (i) the automatic control module, and (ii) the network analytics platform. The first part of this thesis is devoted to the construction of efficient automatic control modules. First, we explore the application of Deep Reinforcement Learning (DRL) algorithms to optimize the routing configuration in networks. DRL has recently demonstrated an outstanding capability to solve efficiently decision-making problems in other fields. However, first DRL-based attempts to optimize routing in networks have failed to achieve good results, often under-performing traditional heuristics. In contrast to previous DRL-based solutions, we propose a more elaborate network representation that facilitates DRL agents to learn efficient routing strategies. Our evaluation results show that DRL agents using the proposed representation achieve better performance and learn faster how to route traffic in an Optical Transport Network (OTN) use case. Second, we lay the foundations on the use of Graph Neural Networks (GNN) to build ML-based network optimization tools. GNNs are a newly proposed family of DL models specifically tailored to operate and generalize over graphs of variable size and structure. In this thesis, we posit that GNNs are well suited to model the relationships between different network elements inherently represented as graphs (e.g., topology, routing). Particularly, we use a custom GNN architecture to build a routing optimization solution that – unlike previous ML-based proposals – is able to generalize well to topologies, routing configurations, and traffic never seen during the training phase. The second part of this thesis investigates the design of practical and efficient network analytics solutions in the KDN context. Network analytics tools are crucial to provide the control plane with a rich and timely view of the network state. However this is not a trivial task considering that all this information turns typically into big data in real-world networks. In this context, we analyze the main aspects that should be considered when measuring and classifying traffic in SDN (e.g., scalability, accuracy, cost). As a result, we propose a practical solution that produces flow-level measurement reports similar to those of NetFlow/IPFIX in traditional networks. The proposed system relies only on native features of OpenFlow – currently among the most established standards in SDN – and incorporates mechanisms to maintain efficiently flow-level statistics in commodity switches and report them asynchronously to the control plane. Additionally, a system that combines ML and Deep Packet Inspection (DPI) identifies the applications that generate each traffic flow. La evolución del campo del Aprendizaje Maquina (ML) en la última década ha dado lugar a una nueva era de la Inteligencia Artificial (AI). En concreto, algunos avances en el campo del Aprendizaje Profundo (DL) han permitido desarrollar nuevas herramientas de modelado y optimización con múltiples aplicaciones en campos como el procesado de lenguaje natural, o la visión artificial. En este contexto, el paradigma de Redes Definidas por Conocimiento (KDN) destaca la falta de adopción de técnicas de AI en redes y, como resultado, propone una nueva arquitectura basada en Redes Definidas por Software (SDN) y en técnicas modernas de análisis de red para facilitar el despliegue de soluciones basadas en ML. Esta tesis pretende representar un avance en la realización de redes basadas en KDN. En particular, investiga la aplicación de técnicas de AI para operar las redes de forma más eficiente y automática. Para ello, identificamos dos componentes en el contexto de KDN cuyo desarrollo puede resultar esencial para conseguir redes operadas autónomamente en el futuro: (i) el módulo de control automático y (ii) la plataforma de análisis de red. La primera parte de esta tesis aborda la construcción del módulo de control automático. En primer lugar, se explora el uso de algoritmos de Aprendizaje Profundo por Refuerzo (DRL) para optimizar el encaminamiento de tráfico en redes. DRL ha demostrado una capacidad sobresaliente para resolver problemas de toma de decisiones en otros campos. Sin embargo, los primeros trabajos que han aplicado DRL a la optimización del encaminamiento en redes no han conseguido rendimientos satisfactorios. Frente a dichas soluciones previas, proponemos una representación más elaborada de la red que facilita a los agentes DRL aprender estrategias de encaminamiento eficientes. Nuestra evaluación muestra que cuando los agentes DRL utilizan la representación propuesta logran mayor rendimiento y aprenden más rápido cómo encaminar el tráfico en un caso práctico en Redes de Transporte Ópticas (OTN). En segundo lugar, se presentan las bases sobre la utilización de Redes Neuronales de Grafos (GNN) para construir herramientas de optimización de red. Las GNN constituyen una nueva familia de modelos de DL específicamente diseñados para operar y generalizar sobre grafos de tamaño y estructura variables. Esta tesis destaca la idoneidad de las GNN para modelar las relaciones entre diferentes elementos de red que se representan intrínsecamente como grafos (p. ej., topología, encaminamiento). En particular, utilizamos una arquitectura GNN específicamente diseñada para optimizar el encaminamiento de tráfico que, a diferencia de las propuestas anteriores basadas en ML, es capaz de generalizar correctamente sobre topologías, configuraciones de encaminamiento y tráfico nunca vistos durante el entrenamiento La segunda parte de esta tesis investiga el diseño de herramientas de análisis de red eficientes en el contexto de KDN. El análisis de red resulta esencial para proporcionar al plano de control una visión completa y actualizada del estado de la red. No obstante, esto no es una tarea trivial considerando que esta información representa una cantidad masiva de datos en despliegues de red reales. Esta parte de la tesis analiza los principales aspectos a considerar a la hora de medir y clasificar el tráfico en SDN (p. ej., escalabilidad, exactitud, coste). Como resultado, se propone una solución práctica que genera informes de medidas de tráfico a nivel de flujo similares a los de NetFlow/IPFIX en redes tradicionales. El sistema propuesto utiliza sólo funciones soportadas por OpenFlow, actualmente uno de los estándares más consolidados en SDN, y permite mantener de forma eficiente estadísticas de tráfico en conmutadores con características básicas y enviarlas de forma asíncrona hacia el plano de control. Asimismo, un sistema que combina ML e Inspección Profunda de Paquetes (DPI) identifica las aplicaciones que generan cada flujo de tráfico. Award-winning

Powering wireless sensors has become a key challenge to enable the Internet of Things vision. A common approach to achieve this is to use Energy Harvesting. By means of this technology, sensors have access to an unlimited source of energy, which can extend their operation lifetime. Unfortunately, typically the energy that is available surrounding the sensors is neither controllable nor predictable, showing significant variations in the expected harvested energy in terms of both space and time. This can cause the temporal disconnection of parts of the wireless network. The objective of this thesis is to mitigate the undesirable effects of the spatio-temporal variations of the surrounding energy, by following a two-fold approach: first, to provide a high level understanding of the involved trade-offs in the design of a wireless sensor and the interconnecting network. Then, to synthesize an energy field to guarantee the required amount of ambient energy at the surrounding of the considered nodes. The first part of the thesis starts by presenting a formal description of the environment. The derived energy model is first used to answer fundamental questions on throughput scaling and, then, to provide design guidelines for energy harvesting sensors. It is found that energy harvesting is a scalable solution to power and recharge IoT sensors, which require additional circuit design to guarantee their operation in energy scarce scenarios. On the second part of this work, wireless RF power transmission from controllable Energy Transmitters (ETs) is considered as a feasible approach to synthesize an energy field to power sensors at-a-distance, hence tackling the lack of available ambient energy in spatial regions, at the cost of occupying the available wireless spectrum. Due to the limited transmission range of this approach, the use of multiple ETs to cover entire areas is required. We first discuss on the feasibility of synthesizing energy fields with multiple ETs. We show that powering those sensors with multiple ETs stands as a scalable approach, which presents a trade-off between the channel conditions and the energy multiplexing design complexity. We, then, present an opportunistic scheme to leverage the generated interferences of multiple ETs. Finally, we propose a joint energy and communication method to circumvent the imposed trade-offs of in-band multi-ET wireless RF power transmission. Overall, we find that the analysis and design of wireless networked sensing systems, enabled by energy harvesting, and the development of novel wireless RF power transmissions schemes will play a key role in the future development of autonomous IoT deployments., Alimentar sensores inalámbricos se ha convertido en uno de los mayores problemas para permitir la visión de la Internet of Things (IoT). La recolección de energía (energy harvesting) aparece como una tecnología habitual para abordar este problema. A través de esta, los sensores tienen acceso a una fuente ilimitada de energía, que puede extender el tiempo de vida de operación. Desafortunadamente, la energía que está disponible alrededor de los sensores, típicamente, no es ni controlable ni predictible. Por lo que exhibe variaciones significativas en la cantidad de energía recolectada tanto en términos espaciales como temporales. Así, esto puede causar desconexiones temporales de ciertas áreas o partes de la red inalámbrica. El objetivo de esta tesis se centra en reducir los efectos indeseados de las variaciones espacio temporales de la energía del ambiente, siguiendo una doble aproximación: En primer lugar, proporcionar un entendimiento a alto nivel de los compromisos que intervienen tanto en el diseño de los sensores inalámbricos como de la red que los interconecta. En segundo lugar, sintetizar un campo de energía que garantice la cantidad necesaria de energía ambiente alrededor de los nodos sensores. Así, la primera parte de la tesis empieza presentando una descripción formal del entorno. Se proporciona un modelo energético que se utiliza para responder preguntas fundamentales en referencia a la capacidad de la red y para proporcionar pautas en el diseño de los nodos sensores. Tal y como se muestra, la recolección de energía es una solución escalable para alimentar y recargar los sensores IoT, aunque ellos necesitan circuitería y componentes adicionales para garantizar una operación ininterrumpida. En la segunda parte de este trabajo, la transmisión inalámbrica de energía desde transmisores de energía (ETs, por sus siglas en inglés) se considera una aproximación viable para sintetizar un campo de energía que alimente los nodos sensores. Éste permite llegar a las regiones del espacio donde no hay suficiente energía ambiente, al coste de ocupar parte del espectro radioeléctrico. Debido a que el alcance de la transmisión de energía está muy limitado, se múltiples ETs para cubrir áreas enteras. Primero, se realiza un estudio de viabilidad de síntesis de campos de energía mediante múltiples ETs. Del estudio, se extrae que el método es escalable aunque presenta un compromiso entre complejidad en el diseño de acceso múltiple al medio para transmisión de energía y calidad del canal. Después, se presenta un método oportunista para aprovechar las interferencias entre transmisiones de energía con tal de optimizar la recarga de los nodos. Finalmente, proponemos un método para permitir el acceso simultaneo de energía e información al espectro de RF. En resumen, el análisis y diseño de redes inalámbricas de sensores, alimentadas por la recolección de energía y la transmisión inalámbrica de energía jugaran un papel fundamental en el futuro desarrollo de despliegues de redes autónomas de IoT.

Software-Defined Networking (SDN) arose as a solution to address the limitations of traditional networking. In SDN networks, the control-plane is decoupled from the data-plane devices and logically centralized in a new network element, the SDN controller. SDN enables easier network operation and allows forwarding devices and control logic to evolve independently. The centralization of the control permits to have a global view of the network and act on it as a whole, but at the same time requires a careful design to keep the controller scalable. Commonly, a logically centralized controller is instantiated over a physically distributed infrastructure that leverages on a distributed network state database. Control applications running on top of the controller modify this state to make it compliant with their control policies or to react to network events. The controller programs the data-plane devices to reflect these state changes. Interestingly, current SDN approaches keep the network state architecturally as part of the controller. However, this thesis arguments that the network state can be an SDN component on its own, logically separated from the controller. In the same way that originally SDN decoupled control from data, this thesis lays the foundations to explore the decoupling of state from control. This logical separation entitles state and control to scale independently and allows focusing on their individual functionality and requirements. This may be beneficial, at least, when the control has to be asynchronous and when the control has to be decentralized. For those scenarios this thesis describes two architectures driven by specific use-cases. On one hand, when data-plane devices are subject to a high churn they require an asynchronous control communication with the controller. This is the case for end-nodes (e.g. smartphones, home-routers) since they are transient and/or highly mobile. In this case, pushing the state to the data-plane devices presents an architectural challenge. As a consequence, to enable SDN for end-nodes we advocate for a design where the state is rather pushed to a standalone database disjointed from the controller. Data-plane devices directly access this state database and retrieve the state they need on demand. Following this idea, we propose an SDN architecture that leverages on distributed and symmetric controller nodes offering an intent-driven northbound to the control applications, and on a state database with a connectionless pull-based southbound towards the data-plane nodes. On the other hand, SDN centralization comprises several challenges besides keeping the controller scalable. The control signaling required introduces an inherent latency burden and the aggregation of local information conceals local details. Therefore, SDN centralization may result unsuitable for scenarios that require fine local control with minimal latency. This is the case of Network Function Virtualization (NFV) in operator networks. For that scenario this thesis describes an architecture where the state remains centralized, but the control is decentralized and moved close to the data-plane devices. The architecture seeks to find a balance among the traditional decentralized networks and the centralization brought by SDN. In contrast to existing SDN deployments, the control is distributed over the network but federated and coordinated thanks to the central state database. In both described architectures we use the Locator/Identity Separation Protocol (LISP) for state exchange. Therefore, another contribution of this thesis is to analyze LISP as an SDN protocol. Besides, in the second part of the thesis we delve deeper into the implications of deploying SDN for end-nodes. Particularly, we analyze the mobility aspects of LISP signaling along with its inherent privacy concerns and we introduce OpenOverlayRouter, a LISP-capable overlay software for end-nodes SDN deployments., Las redes definidas por software (SDN) aparecen como solución a las limitaciones de las redes tradicionales. En SDN el control se extrae de los dispositivos del plano de datos y se centraliza a un nuevo dispositivo llamado controlador. La centralización del control permite tener una visión y gestión global de la red, sin embargo el controlador se ha de diseñar con cuidado para que sea escalable. Normalmente, un controlador centralizado lógicamente se despliega sobre una infraestructura distribuida físicamente, en parte haciendo uso de una base de datos que almacena el estado de la red. Las aplicaciones de control que se ejecutan sobre el controlador modifican este estado conforme a sus políticas de control o como reacción a eventos en la red. En respuesta, el controlador programa el plano de datos para reflejar estos cambios en el estado. Las propuestas SDN existentes consideran arquitecturalmente el estado como parte del controlador. Esta tesis, sin embargo, defiende que el estado de la red puede ser un elemento por si mismo, separado del controlador. De la misma manera que originalmente SDN separó el plano de control del plano de datos, esta tesis abre el camino para explorar la separación de estado y control. Esta separación conceptual hace posible escalar estado y control por separado y permite centrarse de manera individual en las funcionalidades y requerimientos de cada uno. Esto sirve de ayuda cuando el control tiene que ser asíncrono y/o cuando el control tiene que ser descentralizado. Para esos dos escenarios, esta tesis describe dos arquitecturas motivadas por casos de uso concretos. Por un lado, cuando los dispositivos del plano de datos no están siempre disponibles, necesitan comunicarse con el controlador de manera asíncrona. Este escenario se da con dispositivos de red finales (móviles, routers domésticos, etc) que se conectan transitoriamente a la red y/o cambian de conexión con frecuencia. Este escenario dificulta que el controlador programe de manera pro-activa el estado en estos dispositivos. Así pues, para integrar estos dispositivos en despliegues SDN, esta tesis aboga porque el controlador almacene el estado en una base de datos independiente, separada del controlador, a la que los dispositivos acceden directamente para obtener el estado que necesiten cuando lo necesiten. Siguiendo esta idea, proponemos una arquitectura SDN para dispositivos finales basada en un controlador distribuido con una interfaz declarativa hacia las aplicaciones de control y en una base de datos con una interfaz sin conexión y bajo demanda hacia el plano de datos. Por otro lado, la centralización de SDN presenta varios desafíos más allá de la escalabilidad del controlador. En concreto, la señalización de control requerida introduce una latencia adicional y la agregación de la información oculta los detalles locales. Esta centralización resulta inadecuada cuando se necesita un control local preciso con mínima latencia. Este es el caso de la virtualización de funciones de red (NFV) en redes de operadores. Para ese escenario esta tesis describe una arquitectura donde el estado permanece centralizado pero el control se descentraliza y mueve cerca del plano de datos. Se busca equilibrar la descentralización de las redes tradicionales y la centralización de SDN. En contraste con los despliegues SDN existentes, el control está distribuido por la red pero federado y coordinado gracias a la base de datos central. En las dos arquitecturas descritas usamos el Protocolo de Separación de Localización e Identidad (LISP) para el intercambio de estado, por tanto otra contribución de esta tesis es analizar LISP como protocolo SDN. En la segunda parte de esta tesis profundizamos en las implicaciones de desplegar SDN para nodos finales. Particularmente, analizamos LISP en entornos de movilidad junto con su problemática en términos de privacidad y presentamos OpenOverlayRouter, un software para despliegues SDN basados en LISP.

The Internet evolved from its early days of being a small research network to become a critical infrastructure many organizations and individuals rely on. One dimension of this evolution is the continuous growth of the number of participants in the network, far beyond what the initial designers had in mind. While it does work today, it is widely believed that the current design of the global routing system cannot scale to accommodate future challenges. In 2006 an Internet Architecture Board (IAB) workshop was held to develop a shared understanding of the Internet routing system scalability issues faced by the large backbone operators. The participants documented in RFC 4984 their belief that "routing scalability is the most important problem facing the Internet today and must be solved." A potential solution to the routing scalability problem is ending the semantic overloading of Internet addresses, by separating node location from identity. Several proposals exist to apply this idea to current Internet addressing, among which the Locator/Identifier Separation Protocol (LISP) is the only one already being shipped in production routers. Separating locators from identifiers results in another level of indirection, and introduces a new problem: how to determine location, when the identity is known. The first part of our work analyzes existing proposals for systems that map identifiers to locators and proposes an alternative system, within the LISP ecosystem. We created a large-scale Internet topology simulator and used it to compare the performance of three mapping systems: LISP-DHT, LISP+ALT and the proposed LISP-TREE. We analyzed and contrasted their architectural properties as well. The monitoring projects that supplied Internet routing table growth data over a large timespan inspired us to create LISPmon, a monitoring platform aimed at collecting, storing and presenting data gathered from the LISP pilot network, early in the deployment of the LISP protocol. The project web site and collected data is publicly available and will assist researchers in studying the evolution of the LISP mapping system. We also document how the newly introduced LISP network elements fit into the current Internet, advantages and disadvantages of different deployment options, and how the proposed transition mechanism scenarios could affect the evolution of the global routing system. This work is currently available as an active Internet Engineering Task Force (IETF) Internet Draft. The second part looks at the problem of efficient one-to-many communications, assuming a routing system that implements the above mentioned locator/identifier split paradigm. We propose a network layer protocol for efficient live streaming. It is incrementally deployable, with changes required only in the same border routers that should be upgraded to support locator/identifier separation. Our proof-of-concept Linux kernel implementation shows the feasibility of the protocol, and our comparison to popular peer-to-peer live streaming systems indicates important savings in inter-domain traffic. We believe LISP has considerable potential of getting adopted, and an important aspect of this work is how it might contribute towards a better mapping system design, by showing the weaknesses of current favorites and proposing alternatives. The presented results are an important step forward in addressing the routing scalability problem described in RFC 4984, and improving the delivery of live streaming video over the Internet.

English: Nanotechnology is enabling the development of devices in a scale ranging from a few to hundreds of nanometers. Communication between these devices greatly expands the possible applications, increasing the complexity and range of operation of the system. In particular, the resulting nanocommunication networks (or nanonetworks) show great potential for applications in the biomedical field, in which diffusion-based molecular communication is regarded as a promising alternative to electromagnetic-based solutions due to the bio-stability and energy-related requirements of this scenario. In this new paradigm, the information is encoded into pulses of molecules that reach the receiver by means of diffusion. However, molecular signals suffer a significant amount of attenuation as they propagate through the medium, thus limiting the transmission range. In this work we propose, among others, a signal amplification scheme for molecular communication nanonetworks in which a group of emitters jointly transmits a given signal after achieving synchronization by means of Quorum Sensing. By using the proposed methodology, the transmission range is extended proportionally to the number of synchronized emitters. We also provide an analytical model of Quorum Sensing, validated through simulation. This model accounts for the activation threshold (which will eventually determine the resulting amplification level) and the delay of the synchronization process. Castellano: La nanotecnología permite el desarrollo de dispositivos en una escala que va de las unidades a centenares de nanómetros. La comunicación entre estos dispositivos hace aumentar el número de aplicaciones posibles, ya que se mejora la complejidad y el rango de actuación del sistema. En concreto, las redes de nanocomunicaciones (o nanoredes) resultantes muestran un gran potencial cuando se trata de aplicaciones biomédicas, en las cuales la comunicación molecular basada en difusión de partículas supera a las soluciones electromagnéticas clásicas debido a las imposiciones energéticas y de biocompatibilidad de este escenario. En este nuevo paradigma de comunicación, la información se codifica en pulsos de moléculas que llegan al receptor gracias al fenómeno de la difusión. No obstante, las señales moleculares son sometidas a una gran atenuación a medida que se propagan a través del medio, hecho que limita severamente el alcance o rango de transmisión. En esta tesis se propone, entre otros, un esquema de amplificación de la señal para nanoredes de comunicación molecular, en el cual un grupo de emisores transmite una cierta señal de manera conjunta después de haberse sincronizado mediante la ejecución de Quorum Sensing. Con el método que proponemos, el alcance aumenta proporcionalmente al número de transmisores que se sincronizan. Además, proponemos un modelo analítico de Quorum Sensing, el cual se valida mediante simulación. Dicho modelo permite calcular el nivel umbral de activación del conjunto (hecho que determina la amplificación resultante y el rango de transmisión final) y el retardo que el proceso de sincronización introduce. Català: La nanotecnologia permet el desenvolupament de dispositius en una escala de unitats a centenars de nanòmetres. La comunicació entre aquests dispositius fa augmentar el nombre de possibles aplicacions, ja que es millora la complexitat i el rang d'actuació del sistema. En concret, les xarxes de nanocomunicacions (o nanoxarxes) resultants mostren un gran potencial quan ens referim a aplicacions biomèdiques, en les quals la comunicació molecular basada en difusió de partícules supera a les solucions de caire electromagnètic degut a les imposicions energètiques i de biocompatilitat d'aquest escenari. En aquest nou paradigma de comunicació, la informació és codificada en polsos de molècules que arriben al receptor gràcies al fenomen de la difusió. No obstant, els senyals moleculars són sotmesos a una gran atenuació a mesura que es propaguen a través del medi, fet que limita severament el rang de transmissió. En aquesta tesi es proposa, entre d'altres, un esquema d'amplificació del senyal per a nanoxarxes de comunicació molecular, en el qual un grup d'emissors transmet un cert senyal de manera conjunta després d'haver-se sincronitzat executant Quorum Sensing. Amb el mètode que proposem, l'abast o rang de transmissió augmenta proporcionalment al nombre d'emissors que se sincronitzen. A més a més, proposem un model analític de Quorum Sensing, el qual és validat mitjançant simulació. Dit model permet calcular el nivell llindar d'activació del conjunt (que de fet determina l'amplificació resultant i el rang de transmissió final) i el retard que el procés de sincronització introdueix.

Network modeling is a critical component for building self-driving Software-Defined Networks.Traditional modeling solutions,such as simulation,are insufficient as they need a long time to run the simulations.We study how GNN models can help to solve network optimization problems such as routing.

En aquest projecte s'escolleix i estableix un sistema software capaç d'assignar adreces IP amb una seguretat acceptable, comprovant quins problemes sorgeixen en la seguretat i quins són evitables partint d'eines actuals que desenvolupen la mateixa tasca. Per realitzar aquest treball utilitzarem IOTA. En este proyecto se escoge y establece un sistema software capaz de asignar direcciones IP con una seguridad aceptable, comprobando qué problemas surgen en la seguridad y cuales son evitables partiendo de las herramientas actuales que desarrollan la misma tarea. Para hacer este trabajo usaremos IOTA.

Since its discovery in 2004, graphene has been a hot topic in virtually all engineering fields due to its outstanding properties. In wireless communications, this nanomaterial shows great promise for the implementation of smaller, faster and more efficient RF components. In its quest to innovate in wireless communications at all scales, the NaNoNetworking Center in Catalunya (N3Cat) is currently investigating the potential of graphene-based wireless communications. This work treats in depth the possibility and restrictions of making antennas in order to communicate the cores of a massive multicore processor. Since these must be commensurable with the processor, we will perform micrometer antennas that work at frequencies close to the Terahertz, trying not to exceed frequencies where it is impossible to work. With the help of graphene and fractal structures we will achieve smaller antennas at the same frequencies. From simulations of electromagnetic fields we will see how the properties of the fractals are affected by making them with graphene, such as the proportion that can be miniaturized, how they change the multi-band antennas and the restrictions that become the minimum and maximum width of a dipole . Este trabajo trata en profundidad la posibilidad y restricciones de realizar antenas para comunicar los núcleos de un procesador multicore masivo. Dado que estas deben ser conmensurables los núcleos realizaremos antenas de pocos micrómetros que trabajen en frecuencias cercanas a los Terahertz procurando no sobrepasar frecuencias a las que sea imposible trabajar. Con la ayuda del grafeno y las estructuras fractales conseguiremos antenas más pequeñas a las mismas frecuencias. A partir de simulaciones de campos electromagnéticos veremos cómo se ven afectadas las propiedades de los fractales al hacerlos con grafeno como qué proporción se pueden miniaturizar, como cambian las antenas multibanda y las restricciones que se convierten de la anchura mínima y máxima de un dipolo . Aquest treball tracta en profunditat la possibilitat i restriccions de realitzar antenes per tal de comunicar els nuclis d'un processador multicore massiu. Donat que aquestes han de ser commensurables als nuclis realitzarem antenes de pocs micròmetres que treballin a freqüències properes als Terahertz procurant no sobrepassar freqüències a les que sigui impossible treballar. Amb l'ajut del grafè i les estructures fractals aconseguirem antenes més petites a les mateixes freqüències. A partir de simulacions de camps electromagnètics veurem com es veuen afectades les propietats dels fractals al fer-los amb grafè com ara quina proporció es poden miniaturitzar, com canvien les antenes multibanda i les restriccions que esdevenen de l'amplada mínima i màxima de un dipol.

Projecte realitzat en el marc d'un programa de mobilitat amb el Politecnico di Torino The goal of this work is developing the most possibly abstract solution for making a user roam in different networks, without dropping his active connections. Better, design a network architecture in charge of maintaining user's connections and being transparent to the user at the same time.

La seguretat de l'encaminament entre dominis és fonamental per al funcionament d'Internet, ja que impedeix redireccions de trànsit no desitjades. El protocol actualment utilitzat, el Border Gateway Protocol (BGP), té problemes de seguretat. En aquest projecte, provarem i avaluarem IPChain, una solució que usa blockchain proposada per resoldre aquests problemes de seguretat. Avaluarem la viabilitat del projecte per resoldre aquest problema. Per fer-ho hem dissenyat i analitzat un conjunt d'experiments que intenten emular les condicions reals. També trobarem colls d'ampolla i altres problemes que impedeixen que el prototip funcioni de manera eficient. Inter-domain routing security is of critical importance to the Internet since it prevents unwanted traffic redirections. The currently used protocol, the Border Gateway Protocol (BGP), is proven to have security issues. In this project, we will test and evaluate IPChain, a blockchain solution proposed to solve these security issues. In this thesis, we will evaluate the feasibility of the project for solving this issue. To do it we designed and analyzed a set of experiments that try to emulate real-life conditions. We will also find bottlenecks and other issues that prevent the solution from performing in an efficient way.

L'adopció de les especificacions del 802.11 no té sense precedents. En qualsevol punt es poden trobar múltiples xarxes sense fils, i cada cop aquestes tecnologies són presents en una varietat de dispositius més gran : tablets, smartphones, portàtils, etc. El projecte introdueix teoria bàsica sobre el funcionament de l'estàndar 802.11 i basant-se en articles recents de recerca, crea una eina que valida, de forma pràctica, que es poden obtenir mesures confiables de congestió de xarxes sense fils. El funcionament de l'eina és vàlida de forma experimental tant en entorns controlats de laboratori com en mesures sobre desplegaments de xarxa operacionals.

L'objectiu d'aquest projecte és crear un mòdul per a LISPmob que el farà capaç de processar un nombre de paquets més alt que LISPmob sense aquest mòdul. Per a aconseguir-ho, integrarem una llibreria de codi obert desenvolupada per Intel anomenada Intel DPDK. The goal of this project is to create a module for LISPmob that will allow LISPmob to process more packets than an execution of LISPmob without this module. To achieve this goal we will use an open source library developed by Intel called Intel DPDK.

This TFG will explore some specific use cases of the application of Machine Learning techniques to Software-Define Networks, in particular to overlay protocols such as LISP, VXLAN, etc. The aim of this project is to implement a network traffic forecasting model using time series and improve its performance with machine learning techniques, offering a better prediction based in outlier correction. This is a project developed in the Computer Architecture Department (DAC) at the Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Time Series modeling methodology is able to shape a trend and take care of any existing outlier, however it does not cover outlier impact on forecasting. In order to achieve more precision and better confidence intervals, the model combines outlier detection methodology and Artificial Neural Networks to quantify and predict outliers. A study is realized over external data to find out if there is an improvement and its effect on the predictions. Machine learning techniques as Artificial Neural Networks has proven to be an improvement of the current methodology to realize forecasting using Time Series modeling. Future work will be oriented to create an improved standard of this system focused on generalize the model. El objetivo de este proyecto es implementar un modelo de previsión de tráfico de red utilizando series temporales y mejorar su rendimiento con técnicas de aprendizaje automático, generando una mejor predicción basada en la corrección de valores atípicos. Se trata de un proyecto desarrollado en el Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). La metodología de modelado de series temporales es capaz de predecir una tendencia y hacerse cargo de cualquier valor atípico ya existente, sin embargo, no cubre el impacto de estos sobre la predicción. Con el fin de lograr una mayor precisión y mejores intervalos de confianza, el modelo combina la metodología de detección de valores atípicos y redes neuronales artificiales para cuantificar y predecir los atípicos. Un estudio se realiza sobre datos externos para averiguar si hay una mejora y su efecto sobre las predicciones. Las técnicas de aprendizaje automático, como redes neuronales artificiales, han demostrado ser una mejora de la metodología actual para realizar la predicción utilizando modelos de series de tiempo. El trabajo futuro se orientará para crear un mejor nivel de este sistema se centró en generalizar el modelo. L'objectiu d'aquest projecte és implementar un model de previsió de tràfic de xarxa utilitzant sèries temporals i millorar el seu rendiment amb tècniques d'aprenentatge automàtic, generant una millor predicció basada en la correcció de valors atípics. Es tracta d'un projecte desenvolupat al Departament d'Arquitectura de Computadors (DAC) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). La metodologia de modelatge de sèries temporals és capaç de predir una tendència i fer-se càrrec de qualsevol valor atípic ja existent, però, no cobreix l'impacte d'aquests sobre la predicció. Per tal d'aconseguir una major precisió i millors intervals de confiança, el model combina la metodologia de detecció de valors atípics i xarxes neuronals artificials per quantificar i predir els atípics. Un estudi es realitza sobre dades externes per esbrinar si hi ha una millora i el seu efecte sobre les prediccions. Les tècniques d'aprenentatge automàtic, com xarxes neuronals artificials, han demostrat ser una millora de la metodologia actual per a fer predicció utilitzant models de sèries de temps. El treball futur s'orientarà per crear un millor nivell d'aquest sistema es va centrar en generalitzar el model.

Persistence Optimization for MAC protocols in Wireless Networks on Chip. Optimización de la persistencia del protocolo MAC para redes inalámbricas en chips. Optimizació de la Persistencia del protocol MAC per a xarxes inalàmbriques dintre d'un chip.

El objetivo principal del proyecto es construir un prototipo funcional de blockchain que asegure la información del enrutamiento de Internet con fines de investigación para el análisis de sus beneficios. En este TFG se trata la implementación de las transacciones y la red P2P.

En el projecte es defineix el Knowledge-Defined Networking, un paradigma de comunicació revolucionari creat entre la UPC, UC Berkeley i empreses com HP i CISCO que modela i optimitza la xarxa a través de l'aprenentatge automàtic. Se'n proposa una primera implementació i se'n discuteix la viabilitat. We define "Knowledge-Defined Networking", a revolutionary communication paradigm designed between UPC, UC Berkeley, HP, CISCO and other companies that optimizes and models the network throughout the use of machine learning. We propose a first implementation and discuss its feasibility.

A consensus algorithm is the core of a blockchain, a technology that allows the development of flexible trust relationships in distributed systems. This project aims to design and develop a consensus algorithm for IPchain, a blockchain that will act as a security layer for the inter-domain routin.

Project made in a company that manufactures and designs 3D printers. The purpose of this project is to be able to offer a better experience to the customers of the company so that they can take advantage of all the functionalities of their printers. Projecte realitzat a una empresa que fabrica i dissenya impressores 3D. L'objectiu d'aquest projecte ha estat el de poder oferir una millor experiència als clients de l'empresa per a que puguin aprofitar totes les funcionalitats de les seves impressores.

El proyecto pretende eliminar la dependencia de las Autoridades Certificadoras en el uso de los DDT de LISP mediante el uso de una BlockChain. This project pretends to eliminate the dedendency from Certificate Authorities in the use of LISP's DDT using a BlockChain.