Vers l'exploitation des réseaux hétérogènes

Toward leveraging heterogeneous networks

• Auteur / Autrice : Wendlasida Ouedraogo
• Direction : Nadjib Achir
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique, données, IA
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2024
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SAMOVAR - Services répartis, Architectures, Modélisation, Validation, Administration des Réseaux

Mots clés

Mots clés libres

Réseaux hétérogènes

Plusieurs opérateurs de réseaux

Réseaux sans fil

Heterogeneous networks

Multiple network operators

Wireless networks

Résumé

Les terminaux utilisateurs ont généralement accès à une multitude de réseaux sans fil hétérogènes. Ces réseaux peuvent être qualifiés d'hétérogènes de par la variété des technologies utilisées comme la 5G ou le WiFi, des tailles de leurs cellules, de leurs performances ou encore des types de backhaul. De plus, la plupart des terminaux ont plusieurs interfaces réseau (par exemple, WiFi et 5G), qu'ils peuvent utiliser afin d'exploiter les ressources mises à leur disposition par différents réseaux d'accès. Des mécanismes comme l'Access Traffic Steering, Switching, and Splitting (ATSSS) [Wu+21] et des protocoles de transport multipath (Exemple: MPTCP [BPB11], MPQUIC [Vie+18]) permettent l'utilisation de plusieurs interfaces réseau. L'objectif étant de tirer parti des ressources de communication offertes par ces réseaux d'accès. Cependant, d'une part, ces protocoles de transport multipath doivent être implémentés par le fournisseur de services, ce qui n'est pas toujours le cas. D'autre part, les mécanismes de l'ATSSS ont besoin de pouvoir diriger le flux utilisateur entre plusieurs réseaux d'accès à partir de l'UPF[3GP24]. Ces réseaux d'accès doivent donc être intégrés. Cependant, chaque réseau est souvent géré par des opérateurs indépendants et même concurrents n'ayant pas nécessairement pour objectif de coopérer. Généralement, afin de profiter au mieux des ressources de communications disponibles, les utilisateurs basculent eux-mêmes manuellement entre les réseaux auxquels ils ont accès [ZPS18]. Cette approche a ses limites car la sélection d'un réseau devrait être adaptée aux conditions dynamiques des réseaux sans fil et aux besoins des applications. Des exigences auxquelles l'approche manuelle peut difficilement répondre. Ces limitations soulignent la nécessité de solutions techniques ou architecturales, afin d'aider les utilisateurs à mieux employer les ressources de communication auxquelles ils ont accès. Cela, même lorsque les réseaux opérateurs sont complètement indépendants. Cette thèse aborde les défis de l'exploitation de ressources de communication hétérogènes spécifiquement dans un contexte multi-opérateurs.

End users often have access to heterogeneous wireless networks (HetNets). Such networks draw their heterogeneity from varying technology, cell sizes, performance or backhaul types, and network operators. Moreover, most end devices are equipped with multiple network interfaces(for example, WiFi and 5G), enabling the use of different access networks. Mechanisms like Access Traffic Steering, Switching, and Splitting (ATSSS) [Wu+21] and multipath transport protocols(MPTCP [BPB11], MPQUIC [Vie+18]) allow the use of multiple interfaces in order to leverage communication resources. However, the latter requires enablers on the server side, which are not always implemented. At the same time, the former requires the ability to steer user traffic via multiple access networks from the UPF[3GP24]. This requires the user's data plane to be integrated between access networks. Unfortunately, independent and concurrent network operators often manage each access network. Therefore, operators have little incentive to integrate their networks, which lets end users manage their communication resources. Users generally have to switch between available operators [ZPS18] manually. This can be a challenging task because there is no guarantee that the chosen network always satisfies the requirement of the application, especially given the dynamic wireless network conditions. These limitations highlight the need for technical or architectural solutions to help users leverage HetNets communications resources even when such networks are not managed in coordination. This PhD addresses the challenges of intelligently using HetNets communication resources, especially in a multi-operator context.