Élimination de l'impact de la résilience réseau dans un transport de flux vidéo par implémentation dans une architecture SDN contrainte par l'existant

Elimination of network resilience impact in a video stream transport by implementing an SDN architecture constrained by existing network

• Auteur / Autrice : Constant Colombo
• Direction : Francis Lepage
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Traitement du signal et des images, Génie informatique
• Date : Soutenance le 19/12/2019
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en automatique (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Marion Gilson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdelhamid Mellouk, Philippe Owezarski, René Kopp, Janan Zaytoon, Eric Gnaedinger, Jean-Jacques Lesage
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelhamid Mellouk, Philippe Owezarski

Mots clés

Mots clés contrôlés

Routage (informatique)

Commutation de paquets

Multicast (réseaux d'ordinateurs)

SDN (architecture des réseaux d'ordinateurs)

Qualité de Service (télécommunications)

Streaming (télécommunications)

Mots clés libres

Routage

Arbres disjoints

QoE

Seamless

Multicast

Flux audiovisuel temps-réel

SDN

Routing

Disjoint trees

QoE

Seamless

Multicast

Real-time audiovisual stream

SDN

Résumé

Dans les réseaux de distribution de contenu, la Qualité d'Expérience (QoE) est principalement évaluée par un indicateur de performance : la continuité de service. C'est pourquoi la robustesse des réseaux est une problématique majeure pour les opérateurs. La société TDF opère un réseau traditionnel de transport de flux audiovisuels en temps réel à l'aide de protocoles de multidiffusion. Toute panne réseau provoque cependant un temps de convergence non-nul, qui implique des pertes et des impacts sur le contenu. Ceci illustre que la continuité de service est une conséquence directe de la disponibilité de réseau. L'objectif des travaux de cette thèse est de définir une architecture pour inhiber les impacts sur le contenu lors des phases de cicatrisation du réseau. Cette architecture établit des paires d’arbres de multidiffusion redondants disjoints et dynamiques sur le réseau de transport. Les équipements de restitution pouvant exploiter cette redondance de chemins, il est possible de pallier à d'éventuelles pertes de paquet. L'essentiel des travaux porte sur le développement et l'évaluation de différents algorithmes de calcul des arbres de distribution destinés à alimenter le moteur de routage de l’architecture. La spécification des protocoles et processus de mise en œuvre sur le réseau est également abordée. L'implémentation de l'ensemble s'appuie sur une architecture de type Software Defined Networking (SDN), dans laquelle un contrôleur centralisé exploite la connaissance des performances et de la planification en bande passante pour établir et maintenir les paires d’arbres de multidiffusion.

In Content Delivery Networks (CDN), Quality of Experience (QoE) provides a major performance indicator that is continuity of service. As a consequence, network robustness has become a major concern for network operators. TDF operates a traditional transport network for real-time video and audio transport through multicast. Any failure on the network causes a recovery time implying loss and an impact in the content viewing. This study's goal is to define an architecture preventing impact on the content during network healing time. This architecture computes and deploys redundant disjoint multicast trees on the transport network. As restitution equipments are able to exploit path diversity, packet loss consequences can be avoided. This work's main part is the development and evaluation of different algorithm for the computation of distribution trees, as part of the routing element of the architecture. Protocol specification and deployment process are also considered. Implementation is based on a Software Defined Networking (SDN) architecture in which a central controller uses its knowledge of the performance and bandwidth allocation to compute and maintain pairs of multicast trees.