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Résumé

Le monde du transport est en pleine révolution conceptuelle. Bien qu'ayant assisté au cours de ces dernières années à la naissance de nouveaux contrôles de congestion, dont certains ont été déployés de façon virale, l'universalité d'une solution protocolaire n'existe toujours pas. Plusieurs travaux s'accordent sur le fait que la couche transport a grandement besoin d'évoluer et les nouveaux défis engendrés par l'évolution des réseaux et usages de l'Internet ont pris le pas sur le problème originel de l'effondrement des ressources que devait prévenir le contrôle de congestion de la couche transport. Certains remettent d'ailleurs en question le découpage du modèle OSI et proposent de restructurer complétement la couche transport ; d'autres soulignent l'obsolescence du concept d'effondrement du réseau ou considèrent l'équité comme un critère irréaliste et impraticable. C'est dans ce contexte que cette habilitation explore plusieurs solutions protocolaires pour la couche transport, principalement pour le monde du best-effort, en partant des réseaux à QoS jusqu'aux réseaux anarchiques. Le principal problème de la couche transport n'est pas qu'elle doit évoluer : c'est comment la faire évoluer, c'est-à-dire, sans avoir à convaincre les concepteurs de systèmes d'exploitation. Aussi, nous étudions des approches qui ne rentreraient pas sous la tutelle de ces derniers et qui resteraient, autant que possible, indépendantes d'un déploiement de mécanisme collaboratif dans le coeur du réseau.

Abstract

The transport protocol layer needs to evolve. Although we have witnessed these last years of the birth of new congestion controls, where some of them have been rapidely deployed, there still exists no universal transport protocol solution. Several studies agree that the transport layer must be changed and new challenges involved by new networking technologies and usage overtake the original congestion collapse problem. Even the OSI layer is now discussed and some researchers propose to re-slice this model while others emphasize the obsolescence of the congestion collapse problem or consider fairness as a criterion unrealistic and impractical. In this habilitation thesis, we propose to explore several transport protocol solutions, mainly for the best-effort area, ranging from QoS networks to the anarchical networks. We aim at investigating approaches to change the transport layer without having to convince operating system designers or to deploy core network mechanisms.

Mots-Clés / Keywords

Nouveaux protocoles de Transport; Evolution de la couche transport; Contrôle de la congestion; Fiabilité; New Transport protocols; Transport layer evolution; Congestion control; Reliability;

Abstract

The behaviour of the TCP AIMD algorithm is known to cause queue length oscillations when congestion occurs at a router output link. Indeed, due to these queueing variations, end-to-end applications experience large delay jitter. Many studies have proposed efficient active queue management (AQM) mechanisms in order to reduce queue oscillations and stabilize the queue length. These AQM attempt to improve the random early detection (RED) model. Unfortunately, these enhancements do not react in a similar manner for various network conditions and are strongly sensitive to their initial setting parameters. Although this paper proposes a solution to overcome the difficulties of configuring the RED parameters by using a Kohonen neural network model; another goal of this study is to investigate whether cognitive intelligence could be placed in the core network to solve such stability problem. In our context, we use results from the neural network area to demonstrate that our proposal, named Kohonen-RED (KRED), enables a stable queue length without complex parameters setting or passive measurements to obtain a correct configuration.