Retour au site du LAAS-CNRS

Abstract

We present a fixed point approach to evaluate the quality of service of streaming traffic multiplexed with elastic traffic in multi-service network. First, we handle elastic traffic66 and streaming traffic separately, and then we derive a general fixed point formulation integrating both types of traffic in best effort networks. Then, we extend the application of this formulation to multi-service networks where priorities and bandwidth sharing schemes can be applied to different flows. Our approach is mainly oriented towards very large scale networks where traditional simulation techniques are not scalable, and where a large number of flows have to be evaluated in reasonable time. We assess the accuracy of our approach by means of event-driven simulations.

Mots-Clés / Keywords

Fixed point; Streaming traffic; Elastic traffic; Quality of service;

Abstract

Analysis and modeling of Internet traffic is essential for network performance evaluation. Although, some Internet traffic models have been proposed previously, we still lack a traffic model capable of handling huge traffic traces and offering an acceptable queuing performance at the packet level. In this paper, we present a new approach to model Internet traffic that fulfills these two goals. Our model is based on a Mixture-ARFIMA time series model. The model can handle huge traffic traces using aggregate count processes and it offers good queuing performance by modeling packet streams inside the traffic trace instead of modeling the whole trace as one packet stream. We validate our approach on different traffic traces. Our experimental results show a better performance using this approach compared to old methods.

Résumé

Ces travaux concernent la modélisation et lanalyse de performances du trafic et des applications multimédia dans les réseaux hétérogènes. Le trafic IP agrégé et les applications audio, vidéo et données sont étudiés. Cette étude nous conduit à proposer un modèle générique et hiérarchique pour la représentation des sources de trafics multimédia qui permet de décrire les applications multimédia dune façon simple, précise et générique. Le modèle générique est implémenté et constitue le noyau dun outil de modélisation et simulation des sources de trafics. Une caractérisation du trafic IP issu dapplications multimédia est conduite en utilisant les modèles développés avec cet outil. Particulièrement, la problématique de la modélisation des sources de trafics agrégées est adressée, et des modèles agrégés simples sont déduites pour la superposition des sources de trafics audio, vidéo et données. Le trafic agrégé de type TCP présente des propriétés statistiques variables en fonction du taux de pertes de paquets sur le réseau à cause du contrôle en boucle fermée imposé par TCP. Un nouveau modèle analytique du protocole TCP basé sur la théorie différentielle du trafic est ensuite proposé. Ce modèle permet une représentation fiable du trafic TCP tout en étant très performant sur les réseaux à grande échelle. Finalement, une extension de larchitecture du protocole SIP est présentée afin de permettre une gestion de la qualité d service au niveau session. Les mécanismes proposés reposent sur lordonnancement stochastique des sessions et lallocation de la bande passante par des approches dévaluation de bande passante équivalente. Cette dernière technique rend possible lutilisation des formules dErlang dans les réseaux à commutation de paquets.

Abstract

This thesis contains research results concerning traffic and multimedia application modelling and performance analysis in heterogeneous networks. Aggregate IP traffic as well as audio, video and data applications are studied, and a generic hierarchical model to describe multimedia traffic sources is derived. This model helps representing multimedia applications in simple, precise and generic manner. The generic model is implemented and constitutes the core of a powerful modelling and simulation tool for traffic sources. We characterize IP traffic generated by multimedia applications using models developed with this tool. In particular, we handle the issue of modelling aggregated traffic sources, and provide simple aggregated models used to replace the superposition of audio, video and data traffic sources. Aggregate TCP traffic presents dynamic statistical properties in function of packet loss rate observed in the network. This is because of the closed-loop control used by TCP. Thus, a new analytical model of TCP based on differential traffic theory is proposed. This model offers a reliable representation of TCP traffic while achieving good performances in large scale networks. Finally, we extend the architecture of SIP protocol in order to provide an application level management of Quality of Service. The suggested mechanisms rely on stochastic scheduling of sessions and bandwidth reservation using equivalent bandwidth evaluation techniques. This last mechanism makes it possible to use Erlang formulas in packet switching networks

Mots-Clés / Keywords

Analyse de performances; Trafic; Multimédia; Audio and video CODEC; Vidéoconférence; Données; TCP/IP; SIPOS; Bande passante équivalente; Modelling; Performance analysis; Traffic; Data; Equivalent bandwidth; Modélisation;