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Thèse Année : 2019

Novel notions of fairness and resource allocation for congested networked systems

Nouvelles notions d’équité et d’allocation des ressources pour les systèmes congestionnés

Francesca Fossati
  • Fonction : Auteur

Résumé

Fairness is a topic that emerges in many fields and that is linked to resource allocation and fair division problems. In networking and computing the legacy approach to solve these situations is to model them as a single-decision maker problem, using classical resource allocation protocols as the proportional rule or the max-min fair allocation. The evolution of telecommunication network technologies, the advances in computing power and in software design practices allow giving a high degree of freedom and programmability to resource allocation and routing decision-making logics. Furthermore, software-defined radio and virtualized network platforms can be used on top of a shared infrastructure making possible a real-time auditability of the system by its tenants and users. Therefore, novel networking contexts such that tenants can be aware of other users’ demands and the available amount of the resource, or they can have a partial information on the system, have to be considered. Moreover, in the decision-making modeling for 5G systems, it is necessary to move from single-resource allocation to multi-resource allocation. In fact, with the introduction of network slicing, we need logically-isolated network partitions that combine network, computation and storage programmable resources. In this thesis we aim to provide a theoretical and formal analysis and redefinition of fairness of resource allocation for congested networked systems, i.e., systems that are in the challenging situation in which resources are limited and not enough to satisfy users’ demand. We analyze, propose and evaluate numerically centralized, decentralized, single and multi-resource allocation rules.
L'équité est un sujet qui émerge dans de nombreux domaines et qui est lié à l'allocation des ressources. L'approche classique pour résoudre ces situations utilise les protocoles d'allocation connue comme la règle proportionnelle ou l'allocation max-min fair. L'évolution des technologies des réseaux de télécommunications et les progrès de la puissance de calcul et de la conception des logiciels accroître la liberté et la programmabilité de l'allocation des ressources et des logiques décisionnelles de routage. De plus, des plates-formes radio et réseau virtualisées définies par logiciel sont utilisées en complément d'une infrastructure partagée permettant une contrôlabilité en temps réel du système par ses utilisateurs. Par conséquent, des nouveaux contextes qui permettent aux utilisateurs d'être au courant des demandes des autres utilisateurs et de la quantité disponible de la ressource, ou qui leur permettent d'avoir une information partielle sur le système, sont à considérer. Parallèlement il est nécessaire de passer d'une allocation single-ressource à une allocation multi-ressource. En fait, avec l'introduction du concept du network slicing, on considère de partitions du réseau logiquement isolées qui combinent des ressources réseau, de calcul et de stockage programmables. Dans cette thèse, nous fournissons une analyse théorique et formelle et une redéfinition de l'équité de l'allocation des ressources pour un réseau congestionné, c'est-à-dire quand les ressources sont limitées et insuffisantes pour satisfaire la demande des utilisateurs. Nous analysons, proposons et évaluons des règles d'allocation centralisées, décentralisées, single-ressource et multi-ressources.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03141326 , version 1 (15-02-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03141326 , version 1

Citer

Francesca Fossati. Novel notions of fairness and resource allocation for congested networked systems. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Sorbonne Université, 2019. English. ⟨NNT : 2019SORUS105⟩. ⟨tel-03141326⟩
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