Une approche Hybride pour le calcul de chemin inter-domaines multi-contraintes

contraintes

Un des travaux récents traitant le problème de calcul de chemin inter-domaines multi- contraintes est l’architecture hybride proposée dans [39], qui permet de remédier les limites des solutions, de pré-calcul de chemins, proposées dans les travaux de recherche antécé- dents traitants le même problème. Cette approche utilise, également, l’architecture PCE, que nous avons présentée dans la section précédente, et qui permet d’assurer le calcul de chemins avec QoS de bout en bout tout en préservant la confidentialité et l’autonomie des domaines.

L’approche hybride se base sur un nouvel algorithme de calcul de chemin avec QoS de bout-en-bout pour les réseaux PCE , nommé HID-MCP (Hybrid ID-MCP). HID-MCP est une amélioration de l’algorithme ID-MCP que nous avons présenté précédemment qui combine les avantages du pré-calcul et ceux du calcul à la demande pour obtenir des chemins avec QoS de bout en bout. En outre, il intègre des mécanismes « Crankback » pour améliorer les résultats de calcul de chemin dans un domaine unique ou dans de multiples domaines basés sur l’architecture de PCE.

Dans cette section, on va d’abord présenter une solution de pré-calcul de chemins inter-domaines multi-contraintes proposée dans [38], ensuite, les différents blocs de l’ar- chitecture hybride,et à la fin on va décrire l’algorithme HID-MCP et son principe de

Figure 3.2 – Les blocs de l’architecture de pré-calcul de chemins [38]

fonctionnement.

3.2.4.1 Le pré-calcul de chemins inter-domaines multi-contraintes

L’architecture de pré-calcul de chemins inter-domaines multi-contraintes proposée dans [38] est présentée dans la figure 3.2.

L’architecture proposée est composée principalement de deux blocs, le premier pour le pré-calcul intra-domaine, et le deuxième pour le calcul inter-domaines.

— Le bloc de pré-calcul intra-domaine : au niveau de ce bloc, l’algorithme de pré-calcul

est exécuté pour trouver des chemins reliant les nœuds de bordure aux nœuds in- ternes du domaine, puis filtrer les chemins dominés. Plusieurs algorithmes peuvent être mises en œuvre à ce bloc comme l’algorithme ID-MEFPA (Inter-Domain- MEFPA) décrit dans [23], l’algorithme ID-PPPA (Inter Domain-Primary Path based Pre-computation Algorithm) décrit dans [38], ainsi que les algorithmes pID-MCP et kpID-MCP déjà présentés dans la section précédente.

— Le bloc de calcul inter-domaines : ce bloc assure la communication entre les do-

maines par l’intermédiaire des chemins pré-calculés. Le calcul se déclenche lors de la réception de la requête QoS, le résultat du calcul est soit la création d’un chemin entre la source et la destination dans le cas d’un chemin faisable, ou autrement le rejet de la demande. Ce bloc est divisé en trois sous-blocs :

1. Le premier sous-bloc : il est responsable de la concaténation des résultats du pré-

calcul intra-domaine et ceux provenant du domaine précédent.

2. Le deuxième sous-bloc : il est responsable du filtrage des chemins non faisables et

3. Le troisième sous-bloc : il est responsable de la structuration des résultats et de leur

transmission au domaine suivant.

Le pré-calcul de chemins et les nouveaux algorithmes implémentés dans l’architecture permettent de réduire le temps de réponse pour les demandes de calcul de chemins inter- domaines avec QoS, et en même temps de respecter les contraintes de confidentialité et d’autonomie imposées par les opérateurs. Cependant, le pré-calcul des chemins peut conduire à plusieurs problèmes. En effet, les chemins pré-calculés, enregistrés, sont calculés en fonction de l’état instantané du réseau pris avant la réception de la requête QoS. Par conséquent, après un éventuel changement de l’état du réseau, les chemins pré-calculés ne satisfont pas nécessairement les contraintes de QoS. Ainsi, cette architecture nécessite une mise à jour périodique des informations sur l’état du réseau. L’architecture hybride a été proposée dans le but de remédier à ces limites.

3.2.4.2 L’architecture hybride

Pour répondre aux limites de la solution de pré-calcul des chemins, une nouvelle ar- chitecture hybride a été proposée dans [39]. L’architecture hybride de calcul de chemins inter-domaines avec QoS combine les avantages du pré-calcul [76]comme le temps de cal- cul faible et les avantages du calcul à la demande comme le taux élevé d’acceptation des demandes .

L’architecture proposée est présentée dans la figure 3.3. Comme représentée sur la figure, l’architecture procède en deux phases. Comme dans le modèle de pré-calcul, la première phase consiste à préparer, à l’avance, les chemins ou les segments de chemin. Dans la deuxième phase, le calcul de chemin commence après la réception de la requête QoS si les chemins pré-calculés dans la première phase ne répondent pas à la demande reçue. Cette architecture repose sur l’algorithme HID-MCP (Hybrid ID-MCP) qu’on présente dans la figure 3.3.

3.2.4.3 L’algorithm HID-MCP

L’algorithme HID-MCP (Hybrid ID-MCP) est une amélioration de l’algorithme ID- MCP que nous avons présenté précédemment. L’algorithme se déroule en deux phases : une phase hors-ligne et une phase en ligne. Dans la phase hors-ligne, HID-MCP pré-calcule un ensemble de chemins avec QoS, ainsi que des informations du look-ahead pour chaque domaine ; les informations du look-ahead donnent une mesure de la meilleure performance de QoS qui peut être fournie par le domaine. Dans la phase en ligne, HID-MCP combine les chemins pré-calculés pour obtenir un chemin de bout en bout qui satisfait les contraintes de QoS. Dans le cas où la combinaison des chemins pré-calculés n’offre pas un chemin de bout en bout satisfaisant les contraintes QoS souhaitées, le mécanisme de calcul à la demande est lancé. La combinaison du pré-calcul et du calcul à la demande améliore les

Figure 3.3 – Les blocs de l’architecture hybride [39]

résultats de calcul et réduit la complexité des calculs. La phase de calcul hors-ligne :

L’objectif de cette phase est de calculer, à l’avance, un ensemble de chemins intra- domaine soumis à de multiples contraintes de QoS prédéterminées, puis de calculer, au niveau de chaque nœud de bordure, les informations du look-ahead du domaine corres- pondant . Pour cela, l’algorithme se base sur les deux procédures suivantes :

1. La procédure de calcul de segment de chemin : Cette procédure pré-calcule un

ensemble de chemins à partir de chaque nœud de bordure du domaine vers les autres nœuds de ce domaine ainsi que les nœuds de bordure des domaines voisins. Ces chemins satisfont un ensemble de contraintes de QoS additives prédéterminées. La procédure pré-calcule, pour chaque métrique de QoS, le chemin qui minimise le poids correspondant à cette métrique.

2. La procédure de calcul des information du Look-Ahead : Cette procédure calcule

les informations du look-ahead pour chaque domaine. Le calcul de ces informations permet de donner une mesure de la meilleure performance de QoS qui peut être fournie par le domaine. En particulier, il permet de réduire l’espace de recherche de la procédure de calcul de chemin à la demande. Par exemple, ces informations permettent de rejeter les chemins non-faisables de l’espace de recherche de la procé- dure avant d’explorer ces chemins. Par conséquent, les informations du look-ahead permettent de réduire la complexité de calcul de la phase en-ligne et contribue à maintenir un temps de réponse raisonnable.

La phase de calcul en-ligne :

Cette phase commence dès la réception de la requête QoS. Le calcul de chemin en-ligne consiste à trouver un chemin faisable de bout en bout en utilisant les chemins pré-calculés

et en profitant des informations du look-ahead. Lors de la réception d’une demande de QoS, les domaines source et destination sont déterminés. Ensuite, selon la politique de coopération, l’opérateur détermine la meilleure séquence de domaine qui relie le domaine source et le domaine de destination en utilisant le protocole PCE-à-PCE.

On note que pour préserver la confidentialité de l’architecture de chaque domaine, les sous-chemins sont communiqués entre les domaines sous une nouvelle structure compacte nommée VSPH (Virtual Shortest Path Hierarchy). Cette structure ne contient que les nœuds d’extrémité des chemins (le nœud de destination et les nœuds de bordure du domaine en amont), ainsi que le vecteur de poids de chaque chemin.

La combinaison des chemins pré-calculés dans chaque domaine peut former un chemin de bout en bout qui respecte les contraintes de QoS demandées. Cependant, dans certains cas, aucun chemin faisable n’est trouvé, alors, un VSPH vide est retourné. Dans ce cas, la procédure de calcul de chemin à la demande est déclenchée. Les deux procédures de la phase en-ligne sont :

1. La procédure de combinaison de chemin : L’objectif de cette procédure consiste

à combiner les chemins reçus dans la VSPH du domaine précédent avec ceux pré- calculés dans le domaine courant. Ainsi, premièrement, la procédure de combinaison sélectionne les chemins pré-calculés qui relient les nœuds. Ensuite, ces chemins sont combinés avec les chemins agrégés reçus dans la VSPH du domaine précédent. Enfin, les chemins faisables sont regroupés et ajoutés au nouveau VSPH qui sera envoyé au domaine en amont.

2. La procédure de calcul de chemin à-la demande : Lorsque la procédure de combinai-

son de chemin pré-calculé ne réussit pas à trouver un chemin faisable, la procédure de calcul de chemin à la demande est déclenchée dans le domaine courant. Pour exécuter le calcul à la demande, une version modifiée de l’algorithme TAMCRA est proposée. Tout d’abord, la procédure calcule une prédiction pour le vecteur de poids le plus faible pour atteindre le domaine à travers chaque chemin dans le VSPH reçu. Ensuite, les chemins non-faisables sont enlevés du VSPH. Puis, les chemins restants sont classés dans le VSPH. La procédure exécute, par la suite, l’algorithme TAMCRA en partant du nœud de destination. Enfin, les chemins faisables, calculés par TAMCRA, sont regroupés dans un nouveau VSPH.

Le principal avantage de l’approche hybride est qu’elle permet d’assurer un taux d’accep- tation de requêtes QoS très élevé grâce à la procédure de calcul de chemin à la demande qui réussit à trouver des chemins faisables satisfaisant les contraintes de QoS lorsque le pré-calcul ne peut pas le faire. Cependant, dans certains cas, surtout dans les réseaux de grandes tailles et des réseaux complexes, cela peut entrainer un temps de réponse relativement élevé qui peut réduire les performances de cette approche.

3.2.5 Le Calcul de chemin multi-contraintes optimal en explorant plusieurs