A study of Internet behavioral patterns in a real access network

Analyzing the Internet traffic is an important issue because it allows discovering the today’s patterns, understanding the current trends and forecasting the future ones. This translates in benefits for a multitude of subjects. For example Internet Service Providers and network operators can plan future network upgrades, downgrades, maintenance, and business strategies in order to keep their business profitable and competitive. Also, end users can take advantage of this competitiveness by choosing the operator that offers them the best quality of experience. The main objectives of this study are to analyze Internet user behavior and Internet applications with particular focus on the behavioral difference between subscribers with different access speeds and on three particular categories of traffic: file sharing, gaming and personal cloud storage. In this thesis the issue is operationalized by analyzing the IP traffic in an actual Swedish municipal network with around 2800 active households. The empirical data first are collected using Packet Logic, one of the most advanced solutions for deep packet inspection and then studied with a number of different methods and tools. The results show that the subscribers are willing to upgrade their access speed in order to satisfy new needs. File sharing related traffic is decreasing in favor of legal audio-video streaming services but keeps being the most traffic consuming category. Subscribers with higher access speed exchange on average more traffic and use more bandwidth consuming applications. Mobile applications start penetrating among users; two of the six most played games are mobile-oriented. The user interaction patterns with such games are different from normal PC or console ones. Dropbox users have a tendency to upload small files on the cloud and use widely the collaboration tools that the software provides.

L’analisi del traffico circolante su Internet ricopre oggi un ruolo di notevole importanza. Tale analisi permette infatti di ricavare modelli matematici del traffico, capire tendenze e prevedere possibili scenari futuri. I risultati di tale analisi si traducono in una serie di benefici per una moltitudine di soggetti. Per esempio un Internet Service Provider può pianificare aggiornamenti sulla propria rete, schedulare interventi di manutenzione, ragionare e programmare su future strategie di business e marketing; questo con l’obiettivo di essere sempre più competitivo e profittevole. Dall’altro lato gli utenti possono beneficiare di questa competizione scegliendo l’operatore che offre loro la migliore esperienza di utilizzo. Il principale obiettivo di questo studio è analizzare i pattern di comportamento degli utenti di Internet con particolare focus sulle differenze tra utenti con varie velocità di accesso alla rete. In particolare lo studio si focalizza su 3 categorie di traffico: file sharing, gaming e personal cloud storage. In questa tesi il problema è affrontato analizzando il traffico IP in una rete di accesso di una cittadina svedese. Tale rete consiste di circa 2800 utenti con svariate configurazioni di velocità di accesso. I dati utilizzati sono stati prima catturati utilizzando Packet Logic, uno dei più importanti tool attualmente sul mercato per Deep Packet Inspection. Successivamente tali dati sono stati analizzati con un numero di metodi e strumenti differenti. I risultati mostrano che gli utenti di Internet sono sempre più disposti ad incrementare la loro velocità di accesso per fare fronte a nuove necessità. Il traffico di tipo File Sharing sta diminuendo in favore di utenti che scelgono di fruire di streaming di contenuti audio e video. Ciò nonostante il File Sharing continua ad essere la categoria di applicazioni che genera più traffico. Utenti con capacità di accesso maggiore consumano in media più traffico e tendono ad utilizzare applicazioni che consumano più banda. Le applicazioni mobili che utilizzano Internet stanno crescendo di popolarità, ad esempio 2 dei 6 giochi più utilizzati vengono giocati principalmente da dispositivi mobili. Gli utenti Dropbox tendono a caricare sul cloud file di dimensioni ridotte e sembrano usare ampiamente i tool di collaborazione che la piattaforma mette a disposizione.