Invitation à la soutenance de thèse de Sinh Chung NGUYEN

Bonjour,

J'ai le plaisir de vous inviter à la soutenance de ma thèse de
doctorat intitulée "Gestion de multi-homing au niveau transport pour
les terminaux mobiles multi-interfaces".


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Date et lieu

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La soutenance aura lieu le 10 Mai à 10h en salle 203/205 Bâtiment 41
(2ème étage) à l'Université Paris 6, 4 Place Jussieu, 75005 Paris.

Plan d'accès :
http://www.upmc.fr/fr/universite/campus_et_sites/a_paris_et_en_idf/jussieu.html


Vous êtes également conviés au pot qui suivra en salle 313 Bâtiment 41
(3ème étage).


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Jury de thèse

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M. Guy PUJOLLE Directeur de thèse Université Pierre
et Marie Curie
Mme. Thi-Mai-Trang NGUYEN Encadrant Université Pierre
et Marie Curie
M. Stefano SECCI Co-Encadrant Université Pierre
et Marie Curie
M. Yacine GHAMRI-DOUDANE Rapporteur Université
Paris-Est Marne-la-Vallée
M. Fabio MARTIGNON Rapporteur Université Paris-Sud
M. Philippe BERTIN Examinateur Orange Labs
M. Erick BIZOUARN Examinateur Bell Labs
Mme. Bénédicte LE GRAND Examinateur Université Pierre
et Marie Curie

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Résumé

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Avec l'évolution des technologies d'accès, des terminaux sont souvent
équipés de plusieurs interfaces réseaux. Les terminaux multi-homés
permettent aux utilisateurs d'utiliser simultanément différents
réseaux d'accès, via plusieurs interfaces, et d'avoir un accès
ubiquitaire aux services. Le multi-homing pourrait fournir une
meilleure couverture radio grâce à l'utilisation simultanée des
différentes technologies sans-fil, améliorer le débit des applications
en se basant sur l'agrégation de bande passante, et augmenter la
fiabilité de la connexion.

Dans cette thèse, nous nous concentrons sur la gestion du multi-homing
au niveau transport; nous étudions deux protocoles de transport qui
supportent le multi-homing: Stream Control Transmission Protocol
(SCTP) et Multipath TCP (MPTCP).

Tout d'abord, nous présentons une solution pour améliorer les
performances de Mobile SCTP (mSCTP) en cas de handover dans un
environnement hétérogène. Nous proposons un mécanisme de mise à jour
des paramètres de contrôle de congestion, combiné avec un mécanisme de
retransmission de données non-acquittées pendant la période de
handover. Cette première contribution est validée par les simulations
avec NS-2.

L'utilisation des fonctionnalités multi-homées de SCTP implique la
modification des applications actuelles dont la plupart se basent sur
Transmission Control Protocol (TCP). MPTCP, une extension récente du
protocole TCP est donc proposée, ce qui permet la transmission
simultanée de données sur de multiples chemins. Afin de savoir si
MPTCP peut atteindre ses objectifs en terme de performance, nous
effectuons des expérimentations en utilisant l'implémentation de MPTCP
dans le noyau Linux. L'objectif de cette deuxième contribution est
d'évaluer la performance de MPTCP en termes de partage de charge et
d'optimisation du débit dans un environnement hétérogène. Les
résultats montrent un grand impact sur le débit de MPTCP et suggèrent
la nécessité d'avoir un algorithme intelligent de sélection d'interface.

MPTCP envoie par défaut des trafics à toutes les interfaces
indépendamment du coût. Pour pallier ce défaut, nous proposons enfin
un mécanisme de partage de charge associé à MPTCP en utilisant la
théorie des jeux. La communication entre deux terminaux multi-homés
est modélisée sous la forme d'un jeu non-coopératif multi-critère qui
prend en compte le coût de connexion et le délai du chemin. Un
coefficient, qui représente le compromis "coût-performance", a été
défini, pour pondérer l'importance de chaque critère sur la stratégie
de sélection de chemin et de partage de charge. Le taux de partage de
charge est calculé en fonction du potentiel associé à chaque
stratégie. Nous montrons qu'il est possible de tenir compte des
préférences de l'utilisateur pour optimiser le coût et la performance
d'une communication MPTCP, et qu'il est également possible de les
inclure dans l'algorithme de partage de charge.



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Abstract

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With the ubiquitous availability of various access technologies,
current mobile terminals are often equipped with several network
interfaces. Users not only have access to services anywhere at any
time from any network, but also envisage using different network
accesses simultaneously through several interfaces. Such multi-homing
environment should ensure the wider radio coverage thanks to the
simultaneous use of different wireless technologies, the enhancement
of network application performances taking advantage of bandwidth
aggregation and the increase of reliability by using any of the
available technologies.

In this thesis, we concentrate on multi-homing management at transport
layer and study two protocols of transport which support the
multi-homing: Stream Control Transmission Protocol (SCTP) and
Multipath TCP (MPTCP).

Handling mobility at the transport layer is an interesting approach to
attain seamless handover in the context of heterogeneous access
networks. To support terminal mobility, an extension of SCTP called
SCTP-DAR (SCTP Dynamic Address Reconfiguration) (a.k.a. mobile SCTP)
has been defined allowing SCTP endpoints to update IP address and
inform the remote peer about primary address change. However, mobile
SCTP suffers from performance degradation during handover. In this
first contribution, we deal with two handover-related issues:
reduction of data rate immediately after handover and packet
reordering. We propose to use a combination of two mechanisms,
congestion control parameter update and buffer retransmission. The
simulation results on NS-2 show the SCTP performance improvement
during handover.

Multipath TCP (MPTCP) is a modified version of Transmission Control
Protocol (TCP) which allows using simultaneously multiple paths for
data transmission. It aims to improve the throughput of TCP connection
in a manner that a MPTCP connection over multiple paths should achieve
at least a no worse throughput than a single TCP connection over the
best constituent path. In order to know if MPTCP could fulfill its
performance goals, we carry out experimentations by using Linux
implementation of MPTCP. The objective of this second is to evaluate
MPTCP performance in terms of throughput optimization and load sharing
in heterogeneous environment. The measurements show a great impact of
this network context on MPTCP performance and reveal the need of an
intelligent algorithm for interface selection.


Finally, a strategic load-balancing mechanism for MPTCP is proposed by
using game theory. We model the communication between multi-homed
terminals as a multi-criteria non-cooperative game so as to achieve
performance-cost decision frontiers. A trade-off coefficient is
defined to weight each criterion impact on the game. The resulting
game always allows selecting multiple equilibria, which correspond to
a strategic load-balancing distribution over the available interfaces.
Our proposal is validated by simulations on NS-2. We show that it is
possible to take into account user preferences in load-balancing
algorithm.




Cordialement,

Sinh Chung NGUYEN