C'est avec le plus grand plaisir que je vous invite à ma soutenance de
thèse intitulée :
"Utilisation de profils de mobilité dans la gestion des services réseaux /
Profile of mobility: user-centric networking". Ainsi qu'au pot qui suivra.
La soutenance se déroulera le :
Lundi 23 Novembre 2009 à 14h00, au LIP6 salle 847 - 8ème étage (Site
Passy-Kennedy)
Le pot se déroulera en salle 552 - 5ème étage (Site Passy-Kennedy)
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Accès
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LIP6 : 104 avenue du Président Kennedy, 75016 Paris.
Plan d'accès : http://www.lip6.fr/informations/comment.php
[IMPORTANT] Demander un badge visiteur à l'accueil et prévoir une pièce
d'identité.
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Résumé
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Il existe une très forte demande pour des réseaux sans-fils qui pourraient
s'établir de manière spontanée et dont la gestion serait transparente pour
leurs utilisateurs. Dans ces réseaux, tous les nœuds potentiellement
mobiles, participent à la structure de la topologie et au support des
communications. A ce jour, les services réseaux tels que la gestion de la
localisation et l'acheminement des données, fonctionnent en surcouche de
la topologie et n'intègrent pas intrinsèquement la mobilité des nœuds. Ces
services nécessitent des mécanismes de reprise sur erreur pour gérer cette
mobilité. Ces mécanismes garantissent une bonne fiabilité mais génèrent un
surcoût important en termes de signalisation. Dans cette thèse, nous nous
intéressons à la conception de nouveaux services réseaux qui utiliseraient
les informations de mobilité pour mieux fonctionner. Nous proposons, pour
ce faire, que les nœuds génèrent leur propre profil de mobilité et de les
intégrer au fonctionnement des services réseaux.
Afin de générer des profils pertinents, la première contribution de cette
thèse porte sur une analyse détaillée des mouvements routiniers de vrais
utilisateurs dans des contextes variés : mouvements de taxis, utilisateurs
Wi-Fi dans une métropole et dans un campus. De part ces analyses, nous
développons deux types de profils de mobilité qui reposent sur la forte
périodicité et persistance des comportements observés. Le premier, appelé
"agenda de positions" est basé sur la prédiction de la mobilité spatiale
et le second, "agenda de contacts" sur la prédiction des liens sans fils
qui seront susceptibles d'être créés entre des nœuds voisins. La
construction de ces agendas repose sur des algorithmes que nous avons
développés pour extraire des "patterns" de mobilité clairs, à partir de
traces brutes observées dans différents contextes.
Notre seconde contribution, appelée "Otiy", est un service de localisation
pour des réseaux sans-fils maillés. Un service de localisation basic
définit un ou plusieurs serveurs qui collectent la position de tous les
nœuds, quelque soit leur distance avec ces serveurs, et en informe ensuite
les nœuds sources qui en font la demande. Dans Otiy, les nœuds possèdent
un agenda de positions qui détermine à l'avance le ou les routeurs proches
d'eux qui seront le mieux à même de jouer le rôle de serveurs de mise à
jour de position. Grâce à la persistance des prédictions, très peu de
signalisation est nécessaire pour permettre aux autres nœuds de connaître
le(s) routeur(s) qui gèreront la position du nœud destination. La
proximité des serveurs permet par ailleurs de réduire la propagation des
messages de signalisation.
Notre troisième contribution, appelée "Price", est un service
d'acheminement de données pour des réseaux connectés de façon
intermittente. Price se base sur le fait que la position d'un nœud peut
être définie à la fois par sa mobilité géographique et par les nœuds avec
lesquels il est régulièrement en contact. Notre approche est donc une
combinaison de ces deux aspects qui se retrouve dans les agendas de
positions et de contacts. Le résultat est un service qui ne génère pas ou
très peu de signalisation pour un taux de livraison de données
particulièrement élevé. Nous montrons également que l'efficacité de Price
peut être due à un phénomène de petit monde qui existerait au niveau des
contacts mais aussi de la mobilité géographique.
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Mots-Clés : Mobilité, profils de mobilité, gestion de la localisation,
réseaux maillés sans-fil, réseaux tolérant aux déconnexions, routage.
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Abstract
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There is a growing expectation for less expensive and self-organizing
types of mobile networks. In such networks, communications are operated
over wireless links and all nodes serve the topology and support the
communications. Network services such as location management and
forwarding are commonly built as an overlay upon the topology, which
change with nodes mobility. To assure continuity of services in an
evolving environment, they integrate fallback and mobility control
mechanisms. These mechanisms provide high reliability but results in an
important extra overhead, which limit scalability of this kind of
networks. In this thesis, we explore the design of network services that
will integrate the notion of nodes mobility in order to reduce the cost of
the extra overhead. With that purpose, we propose that each node generate
profiles of mobility their own mobility behavior and integrate directly
this knowledge into network services operations.
In order to generate pertinent profiles, our first contribution is a
thorough analysis of nodes mobility patterns reproducibility in various
contexts: movements of taxicabs, Wi-Fi users in a metropolitan city and in
a campus. Through these analyses, we develop two types of mobility
profiles, which rely on high periodicity and persistency of observed
patterns. The first profile called "agenda of positions" relies on spatial
mobility predictions and the second, "agenda of contacts", on the
predictions wireless links that would be established between nearby nodes.
The design of both agendas relies on algorithms that we developed to
extract meaningful mobility patterns and to improve predictions
reliability.
The second contribution called "Otiy", is a location management service
for wireless mesh networks. Typically, a location management service is
composed by one or several servers, which collect all nodes positions to
make them available to any request. If the server(s) are far from the
mobile node, position updates transmissions cost increase. In Otiy, the
nodes with their agendas of positions define beforehand the mesh routers
topologically close that would act as server(s) to potentially reduce the
extra overhead. The persistence of predictions reliability allows reducing
greatly the required overhead to make other nodes aware of the list of
mesh routers that will manage destination nodes positions.
The third contribution called "Price", is a forwarding scheme for
intermittently connected networks (ICMN, DTN, etc.). Price relies on the
principle that a node position can be defined in the same time by its
geographic mobility pattern and according to its acquaintances. Our
forwarding approach is a combination of these two aspects for which
agendas of positions and contacts provide enough information. The result
is a greedy forwarding service that generate very low overhead for
important delivery rate. We show that Price's efficiency could be due to
the "small world" effect that exists between nodes but also according to
their geographic patterns.
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Keywords: Mobility, profile of mobility, location management, wireless
mesh networks, disruption tolerant networks, routing.
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Jury
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- Bertrand DUCOURTHIAL, Maître de conférences à l'Université Technologique
de Compiègne (Rapporteur)
- Fabrice VALOIS, Professeur à l'INSA de lyon(Rapporteur)
- Vania CONAN, Chercheur à Thales Communication (Examinateur)
- Tristan HENDERSON, Lecturer at the University of St Andrews, Scotland
(Examinateur)
- Pierre SENS, Professeur à l'Université Pierre et Marie Curie (Examinateur)
- Serge FDIDA, Professeur à l'Université Pierre et Marie Curie (Directeur
de thèse)
- Anne FLADENMULLER, Maître de conférences à l'Université Pierre et Marie
Curie (Encadrante)
Cordialement,
Mathias BOC
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Michael, Mathias BOC - Doctorant
Université Pierre et Marie Curie, LiP6
104, Av. du Président Kennedy, 75016 Paris, France
Bureau 724
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