Evaluation de performance, allocation de ressources et qualité de service dans les réseaux optiques multiservices à commutation de paquets

par Thaere Eido

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Gérard Hébuterne et de Tülin Atmaca.

Soutenue en 2008

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    Performance evaluation, resource allocation and QoS in multiservice optical packet switched networks


  • Résumé

    Le développement des technologies optiques a atteint un niveau de maturité avancé et leur déploiement dans les réseaux métropolitains est devenu désormais réalisable. L’optique fournit une grande capacité de transmission et des revenus attractifs. Le besoin croissant en bande passante, imposé par l’émergence des applications de données, a motivé l’orientation vers le développement de la technologie de commutation de paquets optiques. Cette dernière fournit des gains significatifs en termes de capacité de passage à l’échelle et d’efficacité de gestion des ressources du réseau. Les futurs réseaux demanderont davantage de faisabilité, de remise à l’échelle et de gestion. La convergence des plans de données et de celui de transport est essentielle à la réalisation de ces objectifs. Le protocole GMPLS est un très bon candidat pour une telle convergence. Cette thèse a pour objectif l’étude de la performance de diverses architectures optiques nouvelles. Nous visons essentiellement l’identification et la résolution de quelques problèmes qui caractérisent divers choix de conception d’architecture optique. Parmi ces choix, nous citons la topologie du réseau, le mode de connectivité, le mode de transmission (asynchrone vs synchrone) et le format de paquet optique (taille fixe vs taille variable). Trois volets principaux seront particulièrement adressés: L’évaluation de la performance, l’allocation de ressources et la gestion de la qualité de service dans les réseaux optiques à commutation de paquets. Afin de caractériser la performance des architectures étudiées, nous proposons deux modèles analytiques que nous appliquons respectivement à des architectures optiques multiservices en anneau et maillées qui transportent des paquets de taille fixe. Les modèles proposés capturent l’impact de la matrice de trafic et, dans le cas d’une architecture maillée, de la « table de commutation » des routeurs. En utilisant ces modèles, nous avons déterminé des expressions de plusieurs métriques de performance, dont la valeur moyenne et la variance du délai d’accès, le délai moyen de traversé d’un nœud de cœur et les taux de pertes à l’accès et dans le cœur du réseau. Les modèles développés incorporent également deux mécanismes d’accès (PEM et ERM), un mécanisme de gestion de l’équité entre classes de service (CCM) et un mécanisme de résolution de contention de ressources (DDR) que nous avons proposés. Enfin, les modèles développés peuvent être appliqués plus généralement à divers systèmes synchrones avec un service périodique et une possibilité de blocage de service. Nous avons conçu trois mécanismes d’allocation de ressources : R2A, CENTRAL-SR et G2AR. L’algorithme R2A fournit une solution dynamique et efficace pour l’allocation de ressources dans un réseau asynchrone avec une topologie en anneau. Cependant, les mécanismes CENTRAL-SR et G2AR effectuent la réservation de ressources dans des architectures optiques synchrones respectivement organisées en anneau et en topologie maillée. Quant à lui, l’algorithme G2AR maximise le volume de requêtes de connexion acceptées dans le réseau et fournit des solutions efficaces de calcul de chemin et de reconfiguration après panne. Nous proposons également dans ce travail un mécanisme d’amélioration du remplissage de paquets optiques de taille fixe (mécanisme GPFO) et un mécanisme d’ordonnancement de paquets (RMPS). Le mécanisme GPFO accroît l’efficacité d’utilisation de ressources dans un mode de transmission de paquets optiques de taille fixe. Finalement, RMPS exploite la capacité de mémorisation électronique dans les nœuds d’accès afin de réduire les contentions de ressources dans le cœur du réseau.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XXV-157 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 149-157. 165 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie . Section Mathématiques-Informatique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2008 584
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