Travail doctoral
Flow-Aware Networking, contrôle d'admission et garanties de performance
Cette page rassemble le contexte de la thèse CIFRE menée entre Télécom ParisTech
et Orange Labs, ainsi que les publications directement issues de ces travaux.
Le manuscrit n'est pas actuellement diffusé en téléchargement sur ce site.
Jordan Augé (Orange Labs, Télécom ParisTech)
La soutenance de thèse aura lieu le jeudi 27 Novembre à 14h00 au LINCS en Salle
du Conseil, et sera traditionnellement suivie d’un pot. Les informations d’accès au laboratoire sont
issues du document d’accès historique diffusé au moment de la soutenance.
Le jury sera composé de:
- Mme. Isabelle GUERIN-LASSOUS, Professeur, ENS Lyon, LIP (rapporteur)
- M. Steve UHLIG, Professeur, Queen Mary University of London, UK (rapporteur)
- M. Tijani CHAHED, Professeur, Telecom SudParis (examinateur)
- M. Fabien MATHIEU, Ingénieur de recherche, Alcatel Lucent Bell Labs France (examinateur)
- M. Daniel KOFMAN, Professeur, Telecom ParisTech (directeur de thèse académique)
- M. James ROBERTS, Chercheur senior, IRT SystemX (directeur de thèse industriel)
Résumé
Les réseaux connaissent des changements fondamentaux qui ont suscité un regain
d’intêret pour les problématiques de qualité de service (QoS): accès fibre
optique, réseaux mobiles 4G, datacenters, etc. À de rares
exceptions, l’utilisation des architectures classiques de QoS est restée
marginale à cause de leur complexité de mise en oeuvre. Dans cette thèse, nous
nous intéressons à l’architecture Flow-Aware Networking (FAN), en rupture avec les
approches classiques. FAN propose de considérer la performance du trafic au
niveau des flux de données, et est ancrée sur des modèles théoriques de files
d’attente simples et robustes, permettant d’établir la relation existant entre
capacité du réseau, demande en trafic, et performance obtenue.
Nous nous intéressons particulièrement une réalisation de cette architecture
pour le coeur de réseau, qui associe un ordonnancement équitable par flot à un
contrôle d’admission, et pour lequel nous avons réalisé un prototype. Un tel
routeur, nommé Cross-Protect, permet l’assurance de garanties de performance
de bout en bout grâce à un contrôle local du trafic, sans nécessiter de marquage
ou de protocole de signalisation: il permet des délais et pertes négligeables
pour les flux streaming, et l’assurance d’un débit moyen minimum pour les transferts
élastiques.
Une partie des travaux à considéré l’impact des buffers IP sur la performance
des flots, dans un contexte de remise en cause par la communauté des règles de
dimensionnement usuelles. Nos travaux complètent les modèles fluides utilisés
dans FAN, qui considèrent des tailles de buffer infinies, afin de prendre en
compte les interactions au niveau paquet se produisant dans les buffers, dues au
contrôle de congestion effectué par TCP. Ils permettent de réconcilier
certaines hypothèses contradictoires, et d’aboutir à une règle de
dimensionnement empirique.
Nous motivons ensuite l’introduction d’un ordonnancement de type Fair Queueing
dans le réseau, qui permet d’une part l’isolation des flots élastiques et la
différenciation des flux streaming. Nous évaluons les principales propositions
TCP dans un tel contexte, et suggérons qu’un tel réseau permet la conception et
l’introduction de nouveaux protocoles plus efficaces pour exploiter les
ressources du réseau.
Nous proposons également deux déclinaisons d’un algorithme de contrôle
d’admission, qui est la seconde composante fondamentale de la proposition. Nous
les évaluons dans de nombreuses configurations réalistes de trafic, et montrons
qu’ils permettent une utilisation efficace du lien dans des conditions réalistes
où la majorité des flots ont un débit crête limité, tout en permettant la
différenciation implicite permise par le fair queueing.
Pour terminer, nous discutons une déclinaison de FAN pour le réseau d’accès, qui
complète la vision de bout en bout pour le trafic. L’équité entre les flots
n’est alors plus une solution satisfaisante, et il convient plutôt d’adapter une
solution neutre, basée sur la coopération de l’utilisateur, et lui permettant de
contrôle ses flots dans les sens montant et descendant.
Publications liées à la thèse
Pour une synthèse thématique centrée sur l’architecture elle-même plutôt que
sur le contexte de soutenance, voir la page Flow-Aware Networking.
2014
@phdthesis{auge2014thesis,
author = "Aug{\'{e}}, Jordan",
title = "{Garanties de performance pour les flots IP dans l'architecture Flow-Aware Networking}",
school = "T\'{e}l\'{e}com ParisTech",
year = "2014",
doi = "10.70675/c830f700z1a6ez4875za0c2z0902678cd76e",
keywords = "thesis,phd,project:phd-fan",
abstract = "Th\`{e}se de doctorat portant sur les m\'{e}canismes d'admission et de diff\'{e}renciation de service pour les architectures r\'{e}seau Flow-Aware Networking."
}
Th\`{e}se de doctorat portant sur les m\'{e}canismes d'admission et de diff\'{e}renciation de service pour les architectures r\'{e}seau Flow-Aware Networking.
Keywords. thesis,phd,project:phd-fan
2011
@inproceedings{auge2011mbac,
author = "Aug{\'e}, Jordan and Oueslati, Sara and Roberts, James",
title = "Measurement-Based Admission Control for Flow-Aware Implicit Service Differentiation",
booktitle = "23rd International Teletraffic Congress (ITC 2011)",
address = "San Francisco, USA",
day = "6",
month = "Sep",
year = "2011",
shorthand = "P5",
keywords = "conference,phd,Admission control,Flow-Aware Networking,project:phd-fan",
abstract = "It has previously been shown that the combined use of fair queuing and admission control would allow the Internet to provide satisfactory quality of service for both streaming and elastic flows without explicitly identifying traffic classes. In this paper we discuss the design of the required measurement based admission control (MBAC) scheme. The context is different to that of previous work on MBAC in that there is no prior knowledge of flow characteristics and there is a twofold objective: to maintain adequate throughput for elastic flows and to ensure low packet latency for any flow whose peak rate is less than a given threshold. In the paper we consider the second objective assuming realistically that most elastic and streaming flows are rate limited. We propose an MBAC algorithm and evaluate its performance by simulation under different stationary traffic mixes and in a flash crowd scenario. The algorithm is shown to offer a satisfactory compromise between flow performance and link utilization."
}
It has previously been shown that the combined use of fair queuing and admission control would allow the Internet to provide satisfactory quality of service for both streaming and elastic flows without explicitly identifying traffic classes. In this paper we discuss the design of the required measurement based admission control (MBAC) scheme. The context is different to that of previous work on MBAC in that there is no prior knowledge of flow characteristics and there is a twofold objective: to maintain adequate throughput for elastic flows and to ensure low packet latency for any flow whose peak rate is less than a given threshold. In the paper we consider the second objective assuming realistically that most elastic and streaming flows are rate limited. We propose an MBAC algorithm and evaluate its performance by simulation under different stationary traffic mixes and in a flash crowd scenario. The algorithm is shown to offer a satisfactory compromise between flow performance and link utilization.
Keywords. conference,phd,Admission control,Flow-Aware Networking,project:phd-fan
2008
Phd
Jordan Augé and James Roberts
A statistical bandwidth sharing perspective at buffer sizing
2008
@invitedtalk{auge2008bandwidth_sharing,
author = "Aug{\'e}, Jordan and Roberts, James",
title = "{A statistical bandwidth sharing perspective at buffer sizing}",
year = "2008",
howpublished = "LIP6 seminars, December 4th, 2008",
keywords = "talk,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. talk,phd,project:phd-fan
@invitedtalk{auge2008fan_intro,
author = "Aug{\'e}, Jordan",
title = "{A brief introduction to Flow-Aware Networking}",
year = "2008",
howpublished = "NETOS talklets, April 22nd, 2008",
keywords = "talk,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. talk,phd,project:phd-fan
2007
@misc{auge2007selfprotect,
author = "Aug{\'{e}}, Jordan and Oueslati, Sara and Roberts, James and Roux, Eric",
title = "{Self-Protect: A User-Centric Flow-Aware Approach to QoS in the Last-Mile}",
howpublished = "Technical Report, France T\'{e}l\'{e}com R\\&D",
year = "2007",
keywords = "techreport,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. techreport,phd,project:phd-fan
@inproceedings{auge2007buffer,
author = "Aug{\'e}, J. and Roberts, J.",
title = "A Statistical Bandwidth Sharing Perspective on Buffer Sizing.",
booktitle = "International Teletraffic Congress",
pages = "410-421",
series = "Lecture Notes in Computer Science",
volume = "4516",
year = "2007",
doi = "10.1007/978-3-540-72990-7\_38",
keywords = "conference,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. conference,phd,project:phd-fan
2006
@inproceedings{auge2006buffer,
author = "Aug{\'e}, Jordan and Roberts, James",
title = "Buffer sizing for elastic traffic",
booktitle = "Next Generation Internet Design and Engineering (NGI'06)",
pages = "8-9",
year = "2006",
organization = "IEEE",
shorthand = "P3",
doi = "10.1109/ngi.2006.1678220",
keywords = "conference,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. conference,phd,project:phd-fan
2005
@article{auge2005fq,
author = "Roberts, James and Aug{\'e}, Jordan",
title = "Fair Queueing and Congestion Control",
journal = "Workshop on Congestion Control",
month = "September",
year = "2005",
address = "Hamilton Institute",
shorthand = "P1",
keywords = "workshop,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. workshop,phd,project:phd-fan
@workshop{auge2006faire_queueing,
author = "Roberts, James and Aug{\'e}, Jordan",
title = "{Fair Queueing and Congestion Control}",
year = "2005",
howpublished = "Workshop on Congestion Control, Hamilton Institute, September 2005",
keywords = "workshop,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. workshop,phd,project:phd-fan
@workshop{auge2005tcp_fair,
author = "Aug{\'e}, Jordan and Roberts, James",
title = "{Performance of TCP over a link using Fair Queueing}",
year = "2005",
booktitle = "EuroNGI, Proceedings of Workshop on QoS and Traffic Control",
month = "December",
address = "Paris",
keywords = "workshop,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. workshop,phd,project:phd-fan
@techreport{auge2005maquette,
author = "Aug{\'e}, Jordan and Benameur, Nabil and Kortebi, Abdesselem and Oueslati, Sara and Roberts, James",
title = "{Maquette de démonstration Cross-Protect}",
year = "2005",
institution = "France Tél\'ecom R\\&D",
month = "April",
keywords = "report,phd,project:phd-fan"
}
Keywords. report,phd,project:phd-fan
Pour la bibliographie complète, y compris les travaux plus récents sur l’ICN et l’anycast, voir la page publications.
Manuscrit
Le manuscrit final n’est pas actuellement diffusé en téléchargement sur ce site.
Cette page met donc l’accent sur le contexte de soutenance et les publications
directement liées à la thèse.