Support de la qualite de service dans les routeurs d'acces de l'internet
Institution:
Paris, ENSTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The goal of this thesis is to investigate scheduling mechanisms that allow to offer service differentiation in the Internet. For this purpose and by being motivated by high variability property of Internet traffic, we study least attained service (LAS) scheduling policy. The analysis of LAS shows that its performance highly depends on the variability of a flow size distribution. Particularly, LAS slightly penalizes a small percentage of the largest flows when a flow size distribution shows the high variability property. We also use simulations to investigate the performance of LAS in the Internet. We find that LAS has quite interesting features that cause it to reduce the transfer time and loss rate for short TCP flows without penalizing large flows a lot. Simulation results also show that LAS allocates bandwidth {\em equally} among competing TCP connections in congested heterogeneous networks. We also propose a family of new LAS-based scheduling policies that differentiate service in order to improve the performance of long-lived TCP and UDP flows that can be penalized under LAS at high network load above 75%. Evaluation of the proposed policies shows that they notably improve the performance of long-lived flows in terms of reducing their mean transfer time, average jitter, and loss rate while affecting the rest of flows in a minor way. We also develop analytic models for FCFS, LAS, and new LAS-based policies to compute the mean flow transfer time for TCP flows that share a single bottleneck link. Over a wide range of settings , we show that the analytic models agree with the ns2 simulation of the policies in packet networks when loss rates are low.
Abstract FR:
Cette thèse porte sur l'étude de la discipline de service LAS (least attained service) et de ses variantes, dans le but d'offrir de la différentiation de service. Des études récentes ayant montré la forte variabilité du trafic Internet, nous étudions la politique de service LAS dans ce contexte. Notre analyse de LAS montre que ses performances dépendent fortement de la variabilité de la taille des flots. En particulier, LAS pénalise légèrement un petit pourcentage des plus grands flots en cas de variabilité importante. Nous avons ensuite mené une étude à base de simulations pour déterminer les performances de LAS dans l'Internet. Nous avons trouvé que LAS interagit bien avec TCP car il réduit le temps de transfert des flots courts et pénalise peu les flots longs. De plus, nous avons montré que LAS ne souffrait pas des problèmes d'iniquité dans le partage de la bande passante entre flots. Nous proposons également une famille de nouvelles politiques basées sur LAS et capables d'offrir un service différentié afin d'améliorer l'exécution des flots extrêmement longs. L'évaluation des politiques de service proposées montre qu'elles améliorent notablement la performance des longs flots, en terme de temps moyen de transfert, gigue et taux de perte, sans pour autant trop affecter les flots dits ordinaires. Nous avons également développé des modèles analytiques de FCFS, de LAS et de ces politiques pour calculer le temps moyen de transfert pour des flots TCP qui partagent un lien surchargé. Sur un large éventail de configurations, nous prouvons que les modèles analytiques sont conformes à la simulation des politiques dans des réseaux paquets quand les taux de perte sont bas.