Routage dans Internet : trafic autosimilaire, multicast et modèles de typologie

• Auteur / Autrice : José Ignacio Alvarez-Hamelin
• Direction : Pierre Fraigniaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Structures de données (informatique)

Protocoles de réseaux d'ordinateurs

Multicast (réseaux d'ordinateurs)

Recherche sur Internet

Mots clés libres

@MSDA, protocole

@MCT, protocole

@Réseau ARPANET

@Protocole multipoint (protocole de réseaux d'ordinateurs)

@Unicast (réseaux d'ordinateurs)

Résumé

La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude de la topologie d'Internet, à travers son organisation logique, et à un bref état de l'art des modèles d'Internet. Nous présentons ensuite un nouveau modèle pour la topologie d'Internet. Ce modèle nous servira d'outil pour vérifier des comportements de protocoles de routage unicast et multicast discutés plus loin dans le document. La deuxième partie est consacré à l'étude des protocoles multipoint. Nous nous intéressons dans un premier temps aux techniques de construction d'arbres multipoint, au travers d'un bref état de l'art. Nous proposons ensuite deux protocoles. Le protocole MSDA a pour objet l'optimisation de l'utilisation d'un arbre de multicast donné. Nous avons réalisé des expérimentations sur des topologies obtenues avec notre générateur de topologie afin de mesurer l'amélioration obtenue par MSDA. Nous proposons ensuite un nouveau protocole de construction d'arbre de multicast. Ce protocole s'appelle MCT (pour ''Minimum Congestion Tree''). Il permet de construire des arbres optimaux selon tout paramètre de qualité de service donné. Nous avons effectué des simulations sur la topologie du réseau ARPANET (1995) en comparant MCT à d'autres protocoles multipoint classiques. Ces simulations démontrent l'impact positif de MCT pour le multicast. La dernière partie est consacrée à la présentation d'un modèle autosimilaire du trafic d'Internet, et d'un nouveau paramètre de qualité de service : la congestion probabiliste. Ce paramètre permet d'approximer efficacement le taux de pertes. Il est adapté à une description à long terme du trafic, et peut être utilisé dans des protocoles de routage point à point ou multipoint. Nous avons effectué des simulations pour valider notre approche (sur les topologies du réseau UUNET et obtenues à partir de notre modèle d'Internet). Ces simulations démontrent l'utilité de la congestion probabiliste pour les protocoles multipoint.

The first part of this thesis is dedicated to the study of the Internet topology, and a survey of the Internet models. We present a new model for Internet. This model will allows us to test unicast and multicast routing protocols. The second part is dedicated to multicast protocols. First, we presented a survey of construction technique for multicast trees. We propose two multicast protocols. MSDA protocol optimizes the total delay of multicast messages in a multicast tree. In order to quantify the optimization, we tested MSDA with the topologies obtained with our topology generator. MCT protocol builds the optimal multicast tree according to some predefined quality-of-service parameter. We performed simulations with ARPANET (1995) network topology in order to compare MCT with other classical multicast protocols. These simulations prove the positive impact of MCT for multicast communications. The last part is dedicated to the self-similar model of Internet traffic, and to a new quality-of-service parameter: the probabilistic congestion. This parameter allows the estimation of the rate of packet loss. Probabilistic congestion is adapted to a long-term description of the traffic, and it can be used for unicast routing protocols. We performed a simulation in order to validate our ideas (in the UUNET network and in the generated topologies from our topology model). These simulations prove the usefulness of probabilistic congestion for multicast protocols.