QoS coopérative pour l'adaptabilité des protocoles de Transport dans le contexte des activités de

147 Pages·2017·2.75 MB·French

by  François Armando

QoS coopérative pour l’adaptabilité des protocoles de
Transport dans le contexte des activités de groupe
François Armando
To cite this version:
François Armando. QoS coopérative pour l’adaptabilité des protocoles de Transport dans le contexte
desactivitésdegroupe. Informatique[cs]. INSAdeToulouse, 2010. Français. ￿NNT:￿. ￿tel-00462528￿
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TTHHÈÈSSEE

En vue de l'obtention du

DDOOCCTTOORRAATT DDEE LL’’UUNNIIVVEERRSSIITTÉÉ DDEE TTOOUULLOOUUSSEE

Délivré par l’Institut National des Sciences Appliquées
Discipline : Informatique et Télécommunications

Présentée et soutenue par François ARMANDO
Le 17 Février 2010

QoS coopérative pour l’adaptabilité des protocoles de Transport
dans le contexte des activités de groupe
JURY
Mr Nazim Agoulmine Rapporteur
Mme Pascale Vicat-Blanc Primet Rapporteur
Mme Louise Travé-Massuyès E xaminateur
Mr Amine Berqia Examinateur
Mr Christian Fraboul Examinateur
Mr Jacques Turbert Examinateur
Mr Christophe Chassot D ir e c teur de Thèse
Mr Khalil Drira D i r e c t eur de Thèse

Ecole doctorale : Mathématiques Informatique Télécommunications de Toulouse (MITT)
Unité de recherche : Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS)
Directeurs de Thèse : M. Christophe Chassot, M. Khalil Drira

À ma mère Juliette,
à Marie,
à Louise ...

vant propos
A -
Je remercie tous ceux sans qui ce travail n’aurait jamais été possible...
iii
iv
able des matières
T
able des matières
T v
iste des figures
L vii
ntroduction
I 1
1 tat de lart
E ’ 5
11 éfinitions de la ualité de ervice 7
. D Q S . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Principesgénéraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1.2 QoSspécifiqueauxapplicationsmultimédias . . . . . . . 8
1.1.3 ParamètresdeQoSréseau . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
12 pproche basée réservation pour la garantie de la o 10
. A Q S
1.2.1 ModèlesprécurseurspourlagarantiedeQoS . . . . . . . 10
1.2.2 Extensions:gestionnairesderessources . . . . . . . . . . 12
13 pproche basée adaptation pour loptimisation de la
. A ’
o 13
Q S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1 L’auto-adaptabilitédesfutursservicesdecommunication 14
1.3.2 Lescadresarchitecturauxpourlagestiondel’adaptation 17
14 o au niveau de la couche ransport 19
. Q S T . . . . . . . . . .
1.4.1 LesprotocolesdeTransportclassiques . . . . . . . . . . 20
1.4.2 Les nouveaux protocoles de Transport, à architecture
21
configurable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.3 LeFrameworkETP:EnhancedTransportProtocol . . . . 22
1.4.4 MécanismesdeTransportClassiques . . . . . . . . . . . 24
1.4.5 MécanismesdeTransportpourlemultimedia . . . . . . 29
1.4.6 GestioncoopérativedelaQoS . . . . . . . . . . . . . . . 31
onclusion 32
C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 rincipes d architecture d un système de gestion
P ’ ’
auto adaptative de la o
- Q S 35
21 esoins des acteurs du système 37
. B NETQOS . . . . . . . . . .
2.1.1 Définitiondesacteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.1.2 Besoinsdesutilisateursetdesapplications . . . . . . . . 38
22 escription de larchitecture 39
. D ’ . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Présentationgénéraledusystème . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.2 Descriptiondesservices . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.3 Architecturefonctionnelledusystème . . . . . . . . . . . 43
23 pécification détaillée des composants de lentité 49
. S ’ APA
2.3.1 Choixremarquablesdeconception . . . . . . . . . . . . 49
2.3.2 SpécificationdétailléeduPDM . . . . . . . . . . . . . . 54
2.3.3 SpécificationdétailléeduPAM. . . . . . . . . . . . . . . 55
v
2.3.4 SpécificationdétailléeduPEM . . . . . . . . . . . . . . . 56
onclusion 60
C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 estion coopérative de la o au niveau ransport
G Q S T 63
31 épartition de la bande passante 67
. R . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Contexteapplicatifetexemple:lesOIU . . . . . . . . . . 67
3.1.2 DescriptiondesOpérationsd’Interventiond’Urgence(OIU) 68
3.1.3 Problématiqueetapproche . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.1.4 Formalisationduproblème . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.1.5 Calculdelarépartitiondebandepassante . . . . . . . . 74
3.1.6 Problème P :minimiserlabandepassanteglobalecédée 75
1
3.1.7 Ajoutd’undeuxièmecritèreetdéfinitionduproblèmeP :
2
80
minimiserl’excédentdebandepassantelibérée . . . . . .
3.1.8 Conclusion sur l’utilisation des critères de minimisation
82
globale(z )etdeminimisationdesexcédents(z ) . . . .
1 2
32 estion coopérative de la o dans le système o 82
. G Q S NETQ S
3.2.1 Identificationdesconnexions . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.2.2 ClasseMoMe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.2.3 Miseenœuvreduprocessusdecoopération . . . . . . . 84
3.2.4 Diagrammedeséquencepourlacoopération . . . . . . . 84
33 utils et protocoles pour la récupération des infor
. O -
mations 86
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 SNMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.3.2 Traceroute. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.3.3 Protocolesderoutage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.3.4 FonctionsdeMonitoringdansETP . . . . . . . . . . . . 88
onclusion 89
C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 ise en œuvre et évaluation de performance
M 93
41 valuation de performance de l 95
. E ’APA . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Spécificationducontextedemesure . . . . . . . . . . . . 95
4.1.2 Métriquesmesurées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.1.3 Scénariosdemesures,résultatsetanalyses . . . . . . . . 97
4.1.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
42 estion coopérative de la o et répartition de débit 104
. G Q S
4.2.1 Contrôledecongestionutilisé:TFRC . . . . . . . . . . . 105
4.2.2 Miseenœuvredel’approche . . . . . . . . . . . . . . . 105
4.2.3 Etudedefaisabilité-Scénariossimples . . . . . . . . . . 106
4.2.4 Etudedefaisabilité-Scénariospluscomplexes . . . . . . 109
onclusion 116
C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
onclusion
C 119
ibliographie
B 123
ibliographie de lauteur
B ’ 129
lossaire
G 133
vi
iste des figures
L
11 24
. Architecture d’une entité de Transport . . . . . . . . . . . . .
12 30
. Espace des protocoles à ordre et de fiabilité partiels . . . . .
13
. Architecture d’un Transport multimédia à connexions
31
d’ordre partiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21 37
. Acteurs du système NETQOS . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22 40
. Les entités principales du système NETQoS . . . . . . . . .
23 41
. Use Cases du système NETQoS . . . . . . . . . . . . . . . . .
24 3 42
. Use Case du service S : Satisfaire les politiques des acteurs
25 3 1
. UseCaseS / :Satisfaireunepolitiqueutilisateurexécutant
44
une application NETQoS-Unaware . . . . . . . . . . . . . . .
26 45
. Diagramme de structure composite de NetQoS . . . . . . . .
27 47
. Diagramme de structure composite de l’APA . . . . . . . . .
28 51
. Diagramme de classe de l’APA . . . . . . . . . . . . . . . . .
29 52
. Autre classes du package APA . . . . . . . . . . . . . . . . .
210
. Diagramme de séquence d’un provisionnement au niveau
1 53
Réseau/Transport (UC ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
211
. Diagramme de séquence d’une adaptation au niveau Ré-
2 54
seau/Transport (UC ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
212 55
. Diagramme de classe du PDM . . . . . . . . . . . . . . . . .
213 56
. Diagramme de classe du PAM . . . . . . . . . . . . . . . . .
214 57
. Diagramme de classe des composants internes PEM . . . . .
215 57
. Problème des multiples entités gérées à un niveau donné . .
216 58
. Interactionsdel’ETPAgentavecl’APA.PEMetlesentitésETP
217 59
. Diagramme de classe de l’ETP agent . . . . . . . . . . . . . .
218 59
. Diagramme de structure composite de l’ETP Agent . . . . .
219 60
. Stack ETP Agent pour une adaptation à distance . . . . . . .
31 69
. Scénario d’Opération d’Intervention d’Urgence . . . . . . .
32 76
. Réseau de connexions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33 78
. Réseau de connexions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34 83
. Classe CollaboratingConnection . . . . . . . . . . . . . . . .
35 83
. Classes Modifiées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36 85
. Diagramme de séquence Policy Violation . . . . . . . . . . .
37 86
. Diagramme de séquence pour une adaptation coopérative .
38 89
. Fonctions de Monitoring dans ETP . . . . . . . . . . . . . . .
41 95
. Les entités principales du système NETQoS . . . . . . . . .
42
. T-APA : Histogramme du % de requêtes de provisionne-
98
ment servies par intervalle de temps . . . . . . . . . . . . . .
vii