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Accueil > Productions scientifiques > Thèses SAMOVAR > Thèses 2011

SOUTENANCE : Thèse de Khadija Daoud Triki

vendredi 18 février 2011

« UFA : une architecture ultra-plate pour les réseaux mobiles du futur ». La soutenance aura lieu à 10h le 18 février 2011 dans les locaux dOrange Labs, Issy les Moulineaux.

Le jury est composé de :

- Khaldoun Al Agha, Université d’Orsay, Rapporteur

- Jean Marie Bonin, Telecom Bretagne, Rapporteur

- Guy Pujolle, Université Paris 6, Examinteur

- Thomas Noël, Université de Strasbourg, Examinateur

- Philippe Martins, Telecom ParisTech, Examinateur

- Karine Guillouard, Orange Labs, co-encadrante

- Noël Crespi, Telecom SudParis, Directeur de thèse

Lieu : Orange Labs, Rez de Chaussée des jardins de l’innovation, 38-40 avenue du général Leclerc, 92794 Issy les Moulineaux. Metro ligne 12 Mairie d’Issy. Les personnes souhaitant assister sont priées d’envoyer par mail leur nom, prénom et nationalité à khadija.daoud@orange-ftgroup.com avant le 15/2.

Résumé :

L’explosion du volume de trafic de données dans les réseaux mobiles, prévue pour les années 2010-2020, est communément admise par les communautés académique et industrielle. La capacité de ces réseaux à supporter cette croissance de trafic, couplée à une forte pression sur la réduction des coûts, est un enjeu majeur pour les opérateurs.

Les réseaux mobiles, déployés ou en cours de standardisation, répondent à un modèle en couches, avec : (1) un réseau d’accès, mono ou multi technologies, offrant une connectivité IP aux utilisateurs ; (2) une couche de contrôle de service, telle que l’IMS, la solution standardisée la plus aboutie aujourd’hui ; (3) une couche d’interaction (PCC), entre le réseau d’accès et la couche de contrôle de service, permettant le contrôle des politiques réseau. Ce modèle est très centralisé et comporte plusieurs types de noeuds réseau hiérarchisés.

Il est à l’origine de problèmes de passage à l’échelle et de qualité de service (délai d’accès au service, délai de handover, difficulté d’adapter le service aux ressources). La résolution de ces problèmes augmente encore la complexité du modèle, ce qui nous a conduit à le revisiter.

Dans cette thèse, un nouveau modèle pour les futurs réseaux mobiles est proposé : Ultra Flat Architecture (UFA). UFA utilise l’IMS comme solution unifiée pour le contrôle de tout type d’applications, SIP ou non. L’architecture est dite "plate" puisqu’elle réduit le nombre de noeuds réseau à 3 principalement : (1) une Gateway UFA offrant une connectivité physique au terminal et regroupant à la fois l’ensemble des fonctionnalités du réseau d’accès, de la couche de contrôle de service (IMS) et de la couche de contrôle des politiques réseau ; (2) une Gateway permettant le support des services non-SIP ; et enfin (3) le terminal.

Après la conception de l’architecture, notre contribution s’est focalisée sur la spécification de trois procédures principales d’UFA :

l’enregistrement/authentification, l’établissement de service et la mobilité. Nous avons optimisé les deux premières procédures par rapport aux procédures standardisées de l’IMS. Par exemple, la procédure d’établissement de service présente un délai réduit et permet une configuration du service ou de la couche de transport selon les ressources disponibles dans le réseau. Nous avons aussi spécifiquement développé une procédure de mobilité pour UFA. Cette procédure se base sur le transfert, d’une Gateway UFA à une autre, des contextes de toutes les couches OSI liés à un terminal, et sur la détermination proactive par la Gateway UFA de tous les paramètres des couches du terminal, nécessaires à son attachement à la nouvelle Gateway UFA.

La dernière partie de la thèse consiste à évaluer le modèle UFA et les procédures proposées. Nous avons d’abord mesuré, à l’aide de modèles analytiques, le délai d’établissement de service dans UFA et dans le modèle existant. Les résultats montrent qu’UFA fournit de meilleures performances, et mettent en évidence sa grande capacité de passage à l’échelle. Nous avons ensuite implémenté UFA sur une maquette. Au-delà de la validation de ses concepts, nous avons relevé, pour les applications (e.g. voix, vidéo) transportées sur le protocole RTP/UDP, un délai de handover performant. Enfin, nous nous sommes intéressés aux applications (e.g. streaming) transportées sur le protocole SCTP.

Nous avons montré, par simulation avec NS2, l’intérêt de l’architecture UFA et de sa procédure de mobilité dans l’amélioration des performances de ces applications, en cas de mobilité. Ainsi, tous les résultats obtenus montrent le grand intérêt d’UFA et des architectures plates plus généralement.