Gotowa bibliografia na temat „Routage de paquets distribué”

Les réseaux ad hoc sont des réseaux distribués, auto-organisés ne nécessitant pas d'infrastructure. Les entités formant un tel réseau doivent collaborer afin d'assurer le bon fonctionnement des services réseaux, tel que le routage. Dans un tel environnement, de nombreux algorithmes développés pour le monde filaire ne peuvent être adaptés de façon naïve sans entraîner une congestion importante du réseau qui va réduire son efficacité. Notre travail de thèse se penche sur l'étude de la gestion de services. En effet, sans application, le développement d'une architecture comme les réseaux ad hoc est inutile. La gestion de services consiste à fournir tout les moyens possibles pour faciliter et rendre fiable l'utilisation d'applications distribuées. Nos travaux contribuent à l'étude de deux points précis de la gestion de services. Premièrement, nous fournissons un algorithme permettant de répartir efficacement une information dans le réseau en sélectionnant certains objets du réseau pour être des réplicats de l'information. Cet algorithme peut alors être utilisé pour publier les informations relatives à un service afin de permettre sa recherche. Deuxièmement, nous avons étudié la prédiction de déconnexion entrainée par la mobilité des noeuds. Nous proposons trois solutions basées sur la recherche d'ensemble de chemins disjoints, la recherche de liens critiques et la recherche de noeuds critiques. Les recherches que nous proposons sont entièrement réalisées à partir d'informations locales. Les résultats obtenus fournissent une base au développement d'un gestionnaire de services distribués. De plus, certains de nos algorithmes (comme la recherche d'ensembles de chemins disjoints) peuvent être réutilisés dans d'autres applications, comme le routage QoS multi-chemins.

L'explosion du nombre d'utilisateurs d'Internet et du volume de trafic constitue un défi majeur pour la gestion efficace des réseaux de diffusion de contenu (CDN). Bien que ces réseaux aient amélioré leur temps de réponse en exploitant la mise en cache dans des serveurs cloud proches des utilisateurs, les services non mis en cache continuent de poser des problèmes de gestion de trafic. Pour répondre à cette problématique, les réseaux overlay cloud ont émergé, mais ils introduisent des complexités telles que les violations d'inégalités triangulaires (TIV). Dans ce contexte, l'application du paradigme des réseaux à définition logicielle (SDN) combinée aux techniques d'apprentissage par renforcement profond (DRL) offre une opportunité prometteuse pour s'adapter en temps réel aux fluctuations de l'environnement. Face à l'augmentation constante du nombre de serveurs edge, les solutions distribuées de DRL, notamment les modèles d'apprentissage par renforcement profond multi-agent (MA-DRL), deviennent cruciales. Cependant, ces modèles rencontrent des défis non résolus tels que l'absence de simulateurs réseau réalistes, le surcoût de communication entre agents et la convergence et stabilité.Cette thèse se concentre donc sur l'exploration des méthodes MA-DRL pour le routage de paquets dans les réseaux overlay cloud. Elle propose des solutions pour relever ces défis, notamment le développement de simulateurs de réseau réalistes, l'étude du surcoût de communication et la conception d'une solution MA-DRL adaptée aux réseaux overlay cloud. L'accent est mis sur le compromis entre la performance et la quantité d'information partagée entre les agents, ainsi que sur la convergence et la stabilité durant l'entraînement
The exponential growth of Internet traffic in recent decades has prompted the emergence of Content Delivery Networks (CDNs) as a solution for managing high traffic volumes through data caching in cloud servers located near end-users. However, challenges persist, particularly for non-cacheable services, necessitating the use of cloud overlay networks. Due to a lack of knowledge about the underlay network, cloud overlay networks introduce complexities such as Triangle inequality violations (TIV) and dynamic traffic routing challenges.Leveraging the Software Defined Networks (SDN) paradigm, Deep Reinforcement Learning (DRL) techniques offer the possibility to exploit collected data to better adapt to network changes. Furthermore, the increase of cloud edge servers presents scalability challenges, motivating the exploration of Multi-Agent DRL (MA-DRL) solutions. Despite its suitability for the distributed packet routing problem in cloud overlay networks, MA-DRL faces non-addressed challenges such as the need for realistic network simulators, handling communication overhead, and addressing the multi-objective nature of the routing problem.This Ph.D. thesis delves into the realm of distributed Multi-Agent Deep Reinforcement Learning (MA-DRL) methods, specifically targeting the Distributed Packet Routing problem in cloud overlay networks. Throughout the thesis, we address these challenges by developing realistic network simulators, studying communication overhead in the non-overlay general setting, and proposing a distributed MA-DRL framework tailored to cloud overlay networks, focusing on communication overhead, convergence, and model stability

Cette thèse s'inscrit dans le domaine du routage MPLS dynamique pour l'ingénierie de trafic. Nos travaux portent sur l'étude et l'amélioration de ce routage pour optimiser l'utilisation des ressources dans le réseau et réduire les risques de congestion, tout en prenant en compte la réactivité en cas de panne et la stabilité du réseau. Nous introduisons notre travail par la définition d'une architecture regroupant un ensemble de blocs fonctionnels constituant un système de routage MPLS-TE (MPLS-Traffic Engineering). Nous nous sommes ensuite focalisés sur la combinaison des modes distribués et non-coordonnés où les requêtes d'établissement des LSP sont traitées directement sur les routeurs de tête, indépendamment les unes des autres. Cette combinaison offre une meilleure réactivité que les autres combinaisons. En revanche, elle offre de moins bonnes performances en termes d'optimisation de l'utilisation des ressources, et de risques de blocage. Ceci nécessite la recherche d'un compromis entre les performances d'optimisation et la réactivité du système du routage. Afin d'améliorer les performances d'optimisation et réduire les risques de blocage de cette combinaison tout en conservant les propriétés de réactivité, nous proposons deux approches. Une première solution consiste à réordonner dynamiquement l'établissement des LSP que nous mettons en œuvre en utilisant le mécanisme de préemption. Nous étudions enfin une deuxième solution, intermédiaire entre le modèle centralisé coordonné et le modèle distribué non-coordonné, qui consiste à distribuer partiellement le calcul sur certains nœuds du réseau. Ces nœuds calculent de façon coordonnée un sous-ensemble de requêtes
This thesis deals with dynamic MPLS traffic engineering routing. Our work concerns the study and the improvement of this routing in order to optimize network resources usage and to reduce congestion risks, while taking into account the reactivity upon a network failure and the network stability. We have introduced our work by defining an architecture gathering a whole of building blocks which constitute a MPLS-TE (MPLS-Traffic Engineering) routing system. We have focused on the combination of distributed and non-coordinated modes where the LSP establishment requests are handled directly on the head routers, independently the ones of the others. This combination offers a better reactivity. On the other hand, it offers worse performances in terms of network resources usage optimization, and blocking risks (non satisfied requests). This requires to find a tradeoff between the optimization performances and the reactivity of the routing system. In order to improve the optimization performances and to reduce the blocking risks of this combination while preserving the good reactivity, we propose two approaches. A first solution consists in dynamically reordering the LSP establishment. We have used the MPLS-TE pre-emption to implement this solution. Then, we study a second solution, intermediate between the coordinated centralized modes and the non-coordinated distributed modes, which consists in distributing partially the path computation on some network nodes. These nodes compute in a coordinated manner a subset of the requests

L'étude porte sur les architectures de réseau qui puissent supporter un système d'exploitation distribué, avec toutes les contraintes de fonctionnalités; de plus le choix de l'architecture (logique) doit permettre de faire une intégration des services de communication en mixant la transmission des données, de la voix et des images, des textes à travers des fonctions de communication, en conformité avec les normes standards de connexion. La topologie du réseau et du support doivent être choisi pour bien acheminer la transmission en commutation de paquets et de circuits
To realize a distributed operating system with all problems about the functionalities, we must have good network architecture. This architecture (logical) have to permit to do the integrated services of communication mixing the transmissions of data, voice and animated pictures, texts, with communication functions agreed with standard norms connection norms. The choice of network topologies and the medium are very important, they facility the transmission available in pacquet switching and circuit switching

L'intégration d'appareils mobiles ad hoc dans l'Internet pose des problèmes intéressants aussi bien en terme d'optimisation des protocoles de routages utilisés pour fournir la connectivité ad hoc, qu'en terme d'intégration de la mobilité ad hoc dans l'infrastructure IP. Cette thèse passe ces problèmes en revue. Plusieurs solutions développées auparavant sont analysées et évaluées comparativement, ce pendant qu'un certain nombre de nouvelles solutions sont introduites.

Dans ce memoire nous presentons une methode duale parallele originale pour le routage dans les reseaux a commutation de paquets. La premiere partie de ce memoire est consacree a quelques rappels sur le parallelisme: les modeles, les architectures, les languages, la problematique de l'algorithmique parallele, etc. Dans la deuxieme partie, nous rappelons quelques resultats classiques pour les problemes d'optimisation non lineaire sans contraintes et nous presentons les principales methodes iteratives de descente utilisees pour resoudre ces problemes. La troisieme partie est consacree plus particulierement au probleme du routage dans les reseaux a commutation de paquets ainsi qu'a la methode duale de resolution que nous proposons. Dans la quatrieme partie, nous etudions la parallelisation de cette methode en vue d'une implementation sur un multiprocesseur a memoire distribuee, le tnode 16-32. Les resultats experimentaux sont presentes et analyses dans la cinquieme partie

Le but de cette thèse est le développement d'un routeur paramétrable pour C_NET qui est un environnement de programmation de haut niveau pour les machines multiprocesseurs reconfigurables et l'étude de routages minimaux dynamiques et non blocants. La conception du routeur est faite en regard des critères suivants: équite, mise en oeuvre d'un routage minimal dynamique et non blocant, commutation des messages et paramétrisation du routeur. Le premier chapitre présente des généralités sur le routage et détaille différentes techniques de commutation de messages. Le deuxième chapitre identifie et illustre le problème de l'interblocage. Il présente des méthodes générales pour la prévention de l'interblocage dans les graphes de processeurs. Dans le troisième chapitre, on applique aux principales topologies régulières, les méthodes étudiées dans le chapitre deux. Dans chaque cas, nous commençons par une fonction de routage qui peut être blocante (on se limitera aux fonctions de routage statiques minimales et dynamiques minimales). Ensuite, en appliquant chaque méthode, nous dérivons une fonction de routage non blocante. Les fonctions de routages minimales dynamiques et non blocantes développées dans ce chapitre servent à la construction d'une bibliothèque de routage développée pour C_NET. Le chapitre quatre présente la conception et la mise en oeuvre d'un routeur qui satisfait les critères mentionnés précédemment. Il présente également son implantation dans C_NET. Les performances du routeur sont discutées dans le dernier chapitre

Cette etude a deux objectifs principaux qui sont, d'une part, de montrer que l'amplificateur optique a semi-conducteur (aosc) est, par son aspect multifonctions, un composant de choix pour la fonction de routage dans les systemes de communications optiques et, d'autre part, de mener une reflexion sur les adaptations des reseaux a venir pour que l'optique puisse y jouer pleinement son role. Ce memoire de these comprend trois parties principales : la premiere partie presente differents types de reseaux de communication et les techniques principales de routage de donnees, en particulier optiques. Nous mettons notamment l'accent sur la commutation de paquets par le moyen de commutateurs spatiaux. La deuxieme partie s'attache a l'etude et a la caracterisation des aosc comme amplificateur, porte optique et photodetecteur en ligne. L'etude de la photodetection est etendue a l'utilisation de composants optiques multi-electrodes pour conserver la composante continue du signal optique. Enfin, la troisieme partie de ce memoire decrit de quelle facon a ete menee la realisation d'un commutateur optique 2 vers 2. Les resultats de mesures permettent de montrer que l'utilisation d'aosc, comme composants optiques de base multifonctions, est justifiee pour la fonction de routage de paquets optiques.

Le travail presente dans ce memoire porte sur la conception d'un reseau de telecommunications. Ce probleme designe le choix optimal d'une part des capacites des lignes de transmission composant le reseau et d'autre part du routage des donnees echangees. L'etude est motivee par la necessite de permettre aux entreprises desirant acquerir un reseau de telecommunications, de beneficier de l'installation la moins couteuse possible tout en garantissant une certaine qualite de service. Le modele propose tient compte du caractere discret des valeurs possibles pour les capacites et le niveau de qualite de service est assure par une contrainte limitant la valeur du delai moyen total. Le probleme est formule comme un programme non lineaire en variables mixtes. La technique de resolution proposee essaie d'exploiter au mieux la structure decomposable du probleme. Elle s'appuie sur la methode de decomposition de benders generalisee dont nous proposons une application efficace sur des problemes de taille raisonnable. Une grande partie des efforts d'implementation de l'algorithme de benders porte sur la resolution des sous-problemes resultants de l'application de la methode. Ce sont d'une part des problemes de multiflots a couts convexes qui sont resolus par une methode de decomposition proximale, et d'autre part des problemes de multiflots admissibles pour lesquels plusieurs algorithmes sont proposes et compares