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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unb.br/handle/10482/20221
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Title: Análise de vulnerabilidade de redes de comunicações por meio de métricas estruturais e espectrais de conectividade
Other Titles: Analysis of vulnerability of communication networks by means of structural and spectral connectivity metrics
Authors: Teixeira, Antônio Celso Guimarães
Orientador(es):: Giozza, William Ferreira
Coorientador(es):: Nascimento, Anderson Clayton Alves
Assunto:: Telecomunicações - Brasil
Telecomunicações - vulnerabilidade
Redes de telecomunicações - segurança
Issue Date: 13-May-2016
Citation: TEIXEIRA, Antônio Celso Guimarães. Análise de vulnerabilidade de redes de comunicações por meio de métricas estruturais e espectrais de conectividade. 2015. vi, 127 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Abstract: As redes de telecomunicações são muito resistentes a falhas distribuídas aleatoriamente na topologia, mas são altamente vulneráveis a falhas correlacionadas com a geografia ou a ataques dirigidos a seus pontos críticos. O impacto da perda de certas estações ou enlaces pode ter um efeito em cascata, extensivo a toda essa infraestrutura crítica. Este trabalho investiga meios de estimar a capacidade de sobrevivência das redes a tais impactos, em termos de conectividade. Para se obter medições apropriadas, as redes são representadas em forma de grafos, sobre os quais pode-se aplicar métricas estruturais e espectrais. Essas métricas são baseadas em invariantes subjacentes à topologia das redes, modelando sua operação. Uma composição dessas métricas é aplicada a modelos de redes brasileiras, de maneira a identificar seus nós e enlaces mais críticos. Em seguida, a mesma composição é aplicada para comparar diferentes redes brasileiras e outras redes de dimensões continentais entre si, de forma a classificá-las por ordem de sua vulnerabilidade esperada. Como resultados não esperados, constata-se que, nem os pontos críticos, nem o ranking de vulnerabilidade das redes, são os mais óbvios. A nosso conhecimento, este é o primeiro estudo que, com base em métricas estruturais e espectrais de grafos, quantifica a vulnerabilidade das redes de telecomunicações brasileiras, tratadas como backbones autônomos.
Abstract: Telecommunication networks are very resistant to faults randomly distributed in topology,, but they are highly vulnerable to geographic correlated failures or targeted attacks to their critical points. The impacts of the loss of certain stations or links may have a cascading effect extended over this entire critical infrastructure. This work investigates ways to estimate the survivability of networks to such impacts, in terms of connectivity. In order to get appropriate measurements, the networks are represented in form of graphs, on which we can implement structural and spectral metrics. Such metrics are based on invariants underlying the topology of networks, modelling its operation. A composition of these metrics is applied to models of Brazilian networks, in order to identify the most critical nodes and links. Thereafter, the same composition is applied to compare different Brazilian networks and other continental networks together, in order to rank them according to their expected resilience. As unexpected results, we note that, neither critical points, nor the ranking of vulnerability of networks, are the most obvious. To our knowledge, this is the first study that, based on structural and spectral metrics using graphs, quantifies the vulnerability of Brazilian telecommunications networks, treated as autonomous backbones.
metadata.dc.description.unidade: Faculdade de Tecnologia (FT)
Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.
metadata.dc.description.ppg: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
DOI: http://dx.doi.org/10.26512/2015.08.D.20221
Appears in Collections:Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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