MSc Tatiana Polishchuk väittelee 9.9.2013 kello 12 (Helsingin yliopiston päärakennus, Unioninkatu 34, Auditorio XII (vanha puoli), 3. kerros) aiheesta "Enabling Multipath and Multicast Data Transmission in Legacy and Future Internet". Tutkimus kuuluu tietojenkäsittelytieteen alaan ja erityisesti tiedonsiirtoon. Vastaväittäjänä toimii  tutkija Bob Briscoe (Brittish Telecom, Iso-Britannia) ja kustoksena professori Jussi Kangasharju (Helsingin yliopisto). Väitöstilaisuus pidetään kokonaisuudessaan englanniksi.

Monikanava- ja monilähetystiedonsiirto Internetissä

Internetin nopeasti kasvava käyttäjäkunta vaatii verkolta yhä enemmän sovelluksia ja palveluita. Samaan aikaan verkon rakenne muuttuu. Suorituskyvyn näkökulmasta on olemassa selvä vuorovaikutus sovellusten ja verkon suunnittelun välillä. Verkko on rakennettava siten, että se pystyy takaamaan riittävän suorituskyvyn halutuille palveluille.

Tässä väitöskirjassa pohditaan, miten verkon käyttökokemusta voidaan parantaa keskittyen kahteen suosittuun ja resursseja vaativaan sovellukseen: tiedonsiirtoon ja reaaliaikaiseen videon  suoratoistoon. Esitämme näkemyksemme tekniikoista, jotka mahdollistavat tarvittavien verkkotoiminnallisuuksien helpon toteuttavuuden sekä kiistatta parantavat sovelluksien suorityskykyä.

Nykyaikaiset mobiililaitteet monine verkkoyhteyksineen, kuten myös kotitietokoneet, pystyvät ylläpitämään monta internet-yhteyttä samanaikaisesti. Siksi ehdotamme monikanavaisen tiedonsiirron käyttöä suorituskyvyn parantamiseksi ja etenkin vaativien verkkosovelluksien, kuten tiedostonsiirron, nopeuttamiseksi.  Tässä väitöskirjassa suunnitellaan Host Identity Protocol (mHIP) -laajennus sekä esitetään tiedonsiirron vuorotteluratkaisu, joka hajauttaa TCP-yhteyden tiedonsiirtopaketit käytettävissä oleville kanaville.  Protokollamme tueksi luomme myös ruuhkautumishallinta-algoritmin ja näytämme sen pystyvän toimimaan yhteen nykyisien verkkoprotokollien kanssa. Tämän lisäksi tutkimme peliteoreettista mallinnusta käyttäen, miten monikanavaiset HIP-verkkopäätteet toimivat muiden kanssa jaetuissa verkoissa.

Reaaliaikaisten sovellusten määrä kasvaa nopeasti. Tehokas ja luotettava multimediasisällön siirto on olennainen vaatimus nykypäivän IP-verkoissa. Tässä työssä ratkaistaan monilähetyksen (multicast) jakelustruktuurin skaalautuvuuteen liittyviä ongelmia. Ehdotamme skaalautuvaa monilähetysarkkitehtuuria suurille peiteverkoille. Ratkaisumme puuttuu adaptiivisen virhekorjauksen (Adaptive Hybrid Error Correction, AHEC) alioptimaalisuuteen monilähetystilanteissa. Luomme hierarkisen monivaiheisen monilähetyspuutopologian parantaaksemme AHECin suorituskykyä, sekä taataksemme monilähetysasiakkaiden palvelun laadun. Valitsimme evoluutiomaisen lähestymistavan, jolla on potentiaalia keventää multimediasovelluksien verkkoresurssivaatimuksia erottamalla virhekorjauksen omaksi verkkotunnuksekseen, sekä käyttämällä valikoivaa täydentävää tiedonlisäystä rinnakkaisverkoista vastaavan sisällön ollessa saatavilla.

Sekä monikanava- että monilähetystiedonsiirto ovat selvästi osa internetin kehityssuuntaa. Tässä väitöskirjassa tutkimme monia ongelmia näiden tekniikoiden käyttöönottoon liittyen.

Väitöskirjan saatavuus

Väitöskirjan elektroninen versio on saataville Helsingin yliopiston e-thesis-palvelussa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9007-3.

Painettuja väitöskirjoja voi tiedustella tietojenkäsittelytieteen laitoksen tutkimuskoordinaattorilta (researchcoordinator@cs.helsinki.fi) tai väittelijältä itseltään (tatiana.polishchuk@hiit.fi.).