Autonomous management of quality of service in virtual networks

par Thanh Son Pham

Thèse de doctorat en Technologies de l'Information et des Systèmes

Sous la direction de Jacques Carlier et de Dritan Nace.

Soutenue le 26-11-2014

à Compiègne , dans le cadre de École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) , en partenariat avec Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes [Compiègne] / Heudiasyc (laboratoire) .

  • Titre traduit

    Gestion autonome de qualité de service dans les réseaux virtuels


  • Résumé

    Cette thèse propose un schéma entièrement distribué de routage résilient pour les réseaux de switches. Dans cette approche une panne est traitée localement ; ainsi les autres nœuds du réseau n’ont pas besoin de prendre des mesures spécifiques. Contrairement aux systèmes classiques de routage IP qui se base uniquement sur la destination, le routage est fait en se basant sur l’arc de l’entrée et la destination. La contrainte qui en résulte est que les deux flux à la même destination entrant dans un nœud par un arc commun doivent fusionner après cet arc. Nous montrons que sous des faibles hypothèses (en supposant que le réseau est symétrique et bi-connexes au sens des liens), il existe un schéma de routage résilient pour toutes les situations de pannes simples de liens. Nous modélisons le problème de dimensionnement par un programme linéaire en nombres entiers qui peut être résolu exactement pour des réseaux de taille modeste. Nous proposons également plusieurs heuristiques pour traiter des instances de grande taille. Notre méthode généralise les méthodes de la littérature, en particulier celles de Xi et al. et de Nelakuditi et al. qui ont proposé des approches similaires. Notre approche permet d’obtenir de meilleurs résultats sur de nombreuses instances de test. Nous avons également étudié l’existence d’un schéma de routage résilient pour situation de panne de nœud dans le réseau basée sur les switches. Nous montrons que dans le cas des pannes de plusieurs liens, la condition de connexité n’est pas suffisante.


  • Résumé

    This thesis presents a fully distributed resilient routing scheme for switch-based networks. A failure is treated locally, so other nodes in the network do not need to undertakespecial actions. In contrast to conventional IP routing schemes, each node routesthe traffic on the basis of the entering arc and of the destination. The resulting constraintis that two flows to the same destination entering in a node by a common archave to merge after this arc. We show that this is sufficient for dealing with all singlelink failure situations, assuming that the network is symmetric and two-link connected.We model the dimensioning problem with an Integer Linear Program which can besolved exactly for small networks. We also propose several heuristics for larger networks.Our method generalizes the methods of Xi et Chao and Li and of Nelakuditiet al. who have proposed similar schemes in the context of IP. Our methods are moreefficient than previous ones. We have also studied the existence of a resilient routingscheme for single node failure situation in switch-based network. We study also thecase of multi-link failure situations and show that requiring the network to be connectedafter any failure does not guarantee the existence of a resilent routing schemeas described above.


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