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Key-based and content-based routing are a class of routing techniques where the destination and routing path for a message depends solely on the content of the message itself. This kind of routing has been implemented in certain peer-to-peer systems, known as Structured Overlay Networks (SON), or in the Next Generation Internet architectures, under the name of Content-Centric Networks (CCN). The scope of this thesis is twofold: on the one side, we explore the topic of the interconnection and cooperation of different structured overlays, and propose architecture capable of allowing several heterogeneous overlay networks, with different topologies and different routing schemes, to interact, thanks to a lightweight infrastructure consisting of co-located nodes. Through the use of simulations and real-world deployment, we show how this solution is scalable and how it facilitates quasi-exhaustive routing, with even a relatively low number of well-connected co-located nodes. To address the problem of scaling network design to millions of nodes, we propose a mathematical model capable of deriving basic performance figures for an interconnected system. Furthermore, we present two application examples that could greatly benefit from such architecture. On the other side, we investigate a little further into the capabilities of content-based routing outside of its "comfort zone": first, we analyze the improvement that a SON could bring to a peer-to-peer real-time video streaming system (P2P-TV), in terms of chunk loss and Quality of Experience. Then, we move the approach to a fully content-based domain, implementing the P2P-TV solution on top of Content-Centric Networks., Le routage par clé et par contenu sont des systèmes de routage ou la destination d'un message suit un parcours entre les nœuds du réseau qui dépend seulement du contenu du message même. On peut les trouver utilisés soit dans des systèmes pair-à-pair connus comme Réseaux Overlay Structurés (Structured Overlay Networks, SON), soit dans les architecture internet de nouvelle génération, les Réseaux Centrés sur les Contenus (Content-Centric Networks, CCN). Le but de cette thèse est double. D'un côté, on explore le sujet de l'interconnexion et de la coopération des réseaux d'overlay, et on propose une architecture capable de permettre à plusieurs réseaux d'overlay hétérogènes, avec différentes topologies et différents mécanismes de routage, d'interagir, grâce à une infrastructure basée sur des nœuds passerelles. On montre, par des moyennes de simulation et déploiement dans un réseaux réel, que la solution est scalable et permet un routage quasi-exhaustif avec un nombre relativement bas des nœuds passerelle bien connectés. De plus, on présente deux exemples d'applications qui pourront bénéficier de cette architecture. Dans une deuxième partie, on rentre plutôt dans les possibilités offertes par le routage basé sur les contenus hors sa "zone de confort": d'abord, on analyse les améliorations qu'un réseau d'overlay structuré peut porter à un système de diffusion vidéo pair-à-pair, en termes de qualité du vidéo et de perte des paquets pendant la transmission. Après, on examine un système entièrement centré sur le routage basé sur les contenus, en développant une solution de diffusion vidéo en temps réel dans un réseau CCN.

International audience; Due to the growing importance that content sharing applications are experiencing in our everyday life, the emerging Content Centric Networking (CCN) paradigm represents the most attractive solution for driving the current host-based Internet system towards a novel architecture focused around the content-centric concept. Basically, the communication in CCN requires the adoption of only two types of messages, namely Interest and Data. A user may ask for a specific content by issuing an Interest, which is routed across the network towards nodes in posses of the required information, thus triggering them to reply with Data packets. While routing operations are performed by the strategy layer only for Interest packets, Data messages are sent back to requesting users just following the reverse path of the Interest, allowing every intermediate node to cache the forwarded content.