Localization of Single Link-Level Network Anomalies: Problem Formulation and Heuristic

Achieving accurate, cost-efficient, and fast anomaly localization is a highly desired feature in computer networks. A necessary and sufficient condition on the set of paths that need to be monitored upon detecting a single link-level anomaly in order to localize its source unambiguously have been established. However, this paper demonstrates that this condition is sufficient but not necessary. A necessary and sufficient condition that reduces the localization overhead, cost and delay significantly, as compared to the existing condition, is established. Furthermore, an Integer Linear Programming (ILP) algorithm that selects monitoring paths and monitor locations satisfying the established condition jointly, thereby enabling a trade-off between the number and locations of monitoring devices and the quality of monitoring paths, is devised. The problem is shown to be NP-hard through a polynomial-time reduction from the NP-hard facility location problem, and therefore, a scalable near-optimal heuristic is proposed. The effectiveness and the correctness of the proposed anomaly localization scheme are verified through theoretical analysis and extensive simulations.

Data and Resources

Additional Info

Field Value
Source https://inria.hal.science/hal-00770596
Author Salhi, Emna, Lahoud, Samer, Cousin, Bernard
Maintainer CCSD
Last Updated May 13, 2026, 23:25 (UTC)
Created May 13, 2026, 23:25 (UTC)
Identifier hal-00770596
Language en
Rights https://about.hal.science/hal-authorisation-v1/
contributor Advanced Technolgy in Networking (ATNET) ; RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2) ; Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA) ; Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA) ; Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
creator Salhi, Emna
date 2013-01-07T00:00:00
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metadata_modified 2026-01-23T00:00:00
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