Calcul de chemins pour réseaux IP : routage de la patate chaude et froide lors de pannes & chemins multi-contraints pour segment routing

Path computation algorithms in IP networks : reliable hot-potato routing & deployable multi-constrained tunnels

• Auteur / Autrice : Jean-Romain Luttringer
• Direction : Cristel Pelsser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 28/11/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Géraldine Texier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Clauss
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fernando A. Kuipers, Guy Leduc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Qualité de Service (télécommunications)

Réseaux d'ordinateurs

Routage (informatique)

Mots clés libres

Routage

Calcul de chemins

DCLC

Segment Routing

BGP

IGP

Qualité de Service

Ingénierie de Trafic

Routing

Path Computation

DCLC

Segment Routing

BGP

IGP

Quality of Service

Traffic Engineering

Résumé

Les travaux présentés dans cette thèse se décomposent en deux parties centrées autour du routage. Nous nous intéressons d'abord aux calculs de chemins multicritères, notamment utiles pour router du trafic exigeant une latence faible. Le problème NP-Difficile étudié, appelé DCLC, devient radicalement plus complexe lorsque l'on considère les contraintes opérationnelles rajoutées par la technologie utilisée pour déployer ces chemins, Segment Routing. Nous proposons différents méthodes et algorithmes afin de résoudre DCLC dans un tel contexte opérationnel, et montrons l'efficacité de nos solutions via une évaluation sur des réseaux large-échelle. Nous nous concentrons ensuite sur les effets néfastes induits par les interactions inter-protocolaires. Les interactions entre BGP (le protocole de routage utilisé dans l'Internet) et l'IGP (utilisé au sein d'un réseau) provoquent un temps de convergence long lors de changements topologiques. Nous retravaillons ces interactions et proposons OPTIC, ramenant ce temps de convergence à une durée marginale. Nous montrons la faisabilité d'OPTIC via évaluation théorique basée sur des données réelles.

The work presented in this thesis is divided into two parts centered around routing. First, we focus on multi-criteria path computations, which are particularly useful for routing traffic requiring low latency. The NP-hard problem studied, called DCLC, becomes radically more complex when we consider the operational constraints added by the technology used to deploy these paths, Segment Routing. We propose different methods and algorithms to solve DCLC in such an operational context, and show the efficiency of our solutions via an evaluation on large-scale networks. We then focus on the adverse effects induced by inter-protocol interactions. Interactions between BGP (the routing protocol used in the Internet) and the IGP (used within a network) cause long convergence times during topological changes. We rework these interactions and propose OPTIC, reducing this convergence time to a marginal duration. We show the feasibility of OPTIC via theoretical evaluation based on real data.