Gestion de la qualité de service pour WebRTC : stratégies de couplage lâche

QoS management for WebRTC : loose coupling strategies

• Auteur / Autrice : Ewa Czeslawa Janczukowicz
• Direction : Jean-Marie Bonnin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 13/03/2017
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département Systèmes Réseaux, Cybersécurité et Droit du numérique - Objets communicants pour l'Internet du futur - Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes)
• Jury : Président / Présidente : Noëmie Simoni
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marie Bonnin, Noëmie Simoni, Pascal Lorenz, Jean-Charles Grégoire, Abdelhamid Mellouk, Arnaud Braud, Stéphane Tuffin, Ahmed Bouabdallah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Lorenz, Jean-Charles Grégoire

Mots clés

Mots clés contrôlés

Communication -- Analyse de réseau

Visioconférences

Téléphonie Internet

Temps réel (informatique)

Qualité de Service (télécommunications)

Mots clés libres

WebRTC

Voix sur IP

Qualité de Service

Visioconférences

Contrôle de congestion

Analyse de réseau

Service de communication

Qualité d'expérience.

Communication services

WebRTC

VoIP

Ioose coupling

Traffic management

Queuing

Mechanisms

Congestion control.

Résumé

Depuis plusieurs années, on observe une multiplication des services de communication en temps réel de type Over-The-Top (OTT). Ces solutions utilisent l¿Internet « best-effort » et s¿adaptent aux fluctuations du réseau. Néanmoins, il est discutable que l¿approche OTT soit suffisante pour fournir une qualité de service de communication acceptable quelles que soient les conditions réseaux. Dès lors, est-il possible d¿utiliser l¿assistance réseau pour améliorer la qualité de service des solutions OTT ?Pour traiter cette question, nous étudions tout d¿abord les solutions OTT, et particulièrement la technologie WebRTC. Nous identifions trois stratégies de couplage lâche qui permettent de tirer parti des mécanismes réseaux pour améliorer la qualité de service des solutions OTT.Nous vérifions la pertinence de ces stratégies dans le contexte de la gestion du trafic. On identifie deux approches de gestion du trafic adaptées à WebRTC : 1) qui assure des délais d¿attente courts quel que soit le trafic ou 2) qui isole le trafic sensible. On évalue ces solutions et leur impact sur WebRTC, pour les réseaux d¿accès filaire (uplink, ADSL et fibre). Les résultats obtenus montrent que les pratiques actuelles de gestion du trafic ne sont pas adaptées au trafic WebRTC. De plus, les solutions proposées assurent plus d¿équité entre le trafic WebRTC et TCP et elles permettent d¿éviter que le trafic WebRTC soit désavantagé et elles améliorent la qualité de communication.Enfin, ces solutions de la gestion du trafic sont positionnées dans le contexte des stratégies de couplage proposées. A partir de là, on fournit des recommandations pour améliorer la qualité WebRTC avec l¿assistance du NSP.

The number of real-time Over-The-Top (OTT) communication services has increased in the recent years. OTT solutions use the best-effort Internet delivery and rely on mechanisms built into the endpoints to adapt to underlying network fluctuations. Nevertheless, it is questionable if this approach is enough to provide acceptable quality of communication regardless the network conditions. Therefore, can network assistance be used to improve the quality of OTT real-time communication services?To address this question, we study OTT solutions with a focus on WebRTC. We identify three loose coupling strategies that leverage network mechanisms for improving OTT communication services quality.We verify the pertinence of these coupling strategies in the context of traffic management. We identify two approaches of traffic management solutions adapted to WebRTC traffic: 1) aiming at assuring lower queuing delays regardless the traffic or 2) isolating the sensitive traffic. We study the impact of identified traffic management solutions on WebRTC for wireline access networks (uplink, ADSL and fiber). The obtained results show that current Internet engineering practices are not well adapted to the WebRTC traffic, but are optimized for TCP traffic. Furthermore, the proposed solutions ensure more fairness between WebRTC and TCP flows and consequently enable avoiding WebRTC traffic starvation and improve the overall quality of the communication.In the final analysis, the evaluated traffic management solutions are positioned in the context of identified coupling strategies. Based on this assessment, we provide recommendations of improving WebRTC quality with the assistance of NSP.