Gestion de multi-homing au niveau transport pour les terminaux mobiles multi-interfaces

• Auteur / Autrice : Sinh Chung Nguyen
• Direction : Guy Pujolle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique, télécommunications et électronique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mobilité spatiale

Théorie des jeux

Résumé

Dans le cadre de cette thèse, nous nous concentrons sur la gestion du multi-homing au niveau transport avec deux protocoles de transport: Stream Control Transmission Protocol (SCTP) et Multipath TCP (MPTCP). Tout d'abord, nous présentons une solution pour améliorer les performances de Mobile SCTP (mSCTP) en cas de handover dans un environnement hétérogène. Nous proposons un mécanisme de mise à jour des paramètres de contrôle de congestion, combiné avec un mécanisme de retransmission de données non-acquittées pendant la période de handover. MPTCP, une extension récente du protocole TCP, permet la transmission simultanée de données sur multiples chemins. Afin de savoir si MPTCP peut accomplir ses objectifs de performance, nous effectuons des expérimentations en utilisant l'implémentation de MPTCP dans le noyau Linux. L'objectif de cette deuxième contribution est d'évaluer la performance de MPTCP en termes de partage de charge et d'optimisation du débit dans un environnement hétérogène. Enfin, nous proposons un mécanisme de partage de charge de MPTCP en utilisant la théorie des jeux. La communication entre deux terminaux multi-homés est modélisée sous la forme d'un jeu non-coopératif multi-critère qui prend en compte le coût de connexion et le délai de chemin. Un coefficient, qui représente le compromis ''coût-performance'', a été défini, pour pondérer l'importance de chaque critère sur la stratégie de sélection de chemin. Le taux de partage de charge est calculé en fonction du potentiel associé à chaque stratégie. Nous montrons qu'il est possible de tenir compte des préférences de l'utilisateur pour optimiser le coût et la performance d'une communication MPTCP.

In this thesis, we concentrate on multi-homing management at transport layer with two protocols of transport: Stream Control Transmission Protocol (SCTP) and Multipath TCP (MPTCP). In this first contribution, we deal with two SCTP handover-related issues: reduction of data rate immediately after handover and packet reordering. We propose to use a combination of two mechanisms, congestion control parameter update and buffer retransmission. The simulation results on NS-2 show the SCTP performance improvement during handover. Multipath TCP (MPTCP) is a modified version of Transmission Control Protocol (TCP) which allows using simultaneously multiple paths for data transmission. In order to know if MPTCP could fulfill its performance goals, we carry out experimentations by using Linux implementation of MPTCP. The objective of this second is to evaluate MPTCP performance in terms of throughput optimization and load sharing in heterogeneous environment. Finally, a strategic load-balancing mechanism for MPTCP is proposed by using game theory. We model the communication between multi-homed terminals as a multi-criteria non-cooperative game so as to achieve performance-cost decision frontiers. A trade-off coefficient is defined to weight each criterion impact on the game. The resulting game always allows selecting multiple equilibria, which correspond to a strategic load-balancing distribution over the available interfaces. Our proposal is validated by simulations on NS-2. We show that it is possible to take into account user preferences in load-balancing algorithm.