A study of IP network mobility in a multihomed context

par Pratibha Mitharwal

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Annie Gravey.

Soutenue le 19-09-2016

à Télécom Bretagne , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes) , en partenariat avec Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires / IRISA (laboratoire) .

Le président du jury était Véronique Vèque.

Le jury était composé de Tijani Chahed, Jean-Louis Rougier, Christophe Lohr.

Les rapporteurs étaient Stefano Secci, Mohamed Yacine Ghamri Doudane.

  • Titre traduit

    Une étude de la mobilité du réseau IP dans un contexte multirésident


  • Résumé

    Cette thèse présente une solution pour améliorer la mobilité des réseaux, dans le cadre de communications véhiculaires ainsi que pour la distribution de contenu. Les solutions actuelles pour les communications véhiculaires (c'est-à-dire lorsqu'un réseau est mobile) reposent sur la mise en place de tunnels, permettant également d'utiliser simultanément les différentes interfaces disponibles sur le véhicule (multi-homing). Même avec des tunnels, ces solutions ne sont pas en mesure d'équilibrer le trafic sur les interfaces réseau disponibles, elles ne parviennent pas à tirer partie du multi-homing. De plus, certaines des solutions existantes pour la mobilité de réseau cachent la mobilité aux hôtes connectés au routeur mobile. De fait, cela empêche les hôtes de participer aux décisions relatives au multi-homing, telles que le choix de l'interface réseau à utiliser, ce qui est pourtant utile pour réaliser du routage à moindre coût. Dans cette thèse, nous proposons de combiner un protocole de mobilité réseau (tel que NEMO) avec le protocole de TCP-multivoies (MPTCP), ce qui permet aux nœuds hôtes de participer à la mobilité et au multi-homing. Cette nouvelle combinaison améliore significativement le routage et l'encapsulation de paquets causée par les tunnels. En outre, cela augmente le débit, la tolérance de panne, le temps d'aller-retour et réduit le délai de transmission. La deuxième contribution de ce travail propose une solution de continuité de session pour la distribution de contenu dans les réseaux 5G. Dans le réseau 5G, les équipements d'accès IP seront au plus proche des nœuds terminaux afin d'améliorer l'expérience utilisateur et de réduire la charge de trafic dans le réseau central. Le fait est qu'à un instant donné un terminal ne peut être raccordé qu'à une seule passerelle (SGW/PGW) à la fois. Et comme la passerelle change lors de la mobilité, les sessions en cours seront rompues, impactant les applications temps réelle, le streaming vidéo, les jeux, etc. Pour cela, la thèse présente une solution de continuité de session avec l'aide de TCP-multivoie en bénéficiant du fait que les serveurs de contenu sont stationnaires.


  • Résumé

    This thesis presents a solution for boosting network mobility in the context of vehicular communications and content distribution in fixed network. Existing solutions for vehicular communications (i.e., network mobility), relies on tunneling in order to use multiple available interfaces on a vehicle. Even with tunnels, these solutions are unable to balance the traffic over available network interfaces thus do not reach the goal to provide optimum multi-homing benefits. Moreover, some of the existing solutions for network mobility, hide the mobility from the hosts connected to the mobile router. This in result inhibits the host nodes from participating in multi-homing related decisions such as interface selection which can be helpful in performing least cost routing. In this thesis, we propose to combine network mobility protocol with MPTCP which enables the host nodes to participate in mobility and multi-homing. This novel combination significantly improves routing and tunneling packet overhead. Moreover it increases throughput, fault tolerance, round-trip time and reduces transmission delay. The second contribution of this work is providing a solution for session continuity in context of content distribution in 5G networks. In 5G network, the IP edges will be closer to the host nodes in order to improve the user experience and reduce traffic load in the core network. The fact that a host can only be connected to a single gateway (SGW/PGW) at a time, would break the ongoing sessions for real time applications like video streaming or gaming during an occurrence of mobility event requiring gateway relocation. The thesis presents the solution for session continuity with the help of multipath TCP by benefiting from the fact that the content servers are stationary.


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