Coordination ` a coh´ erence flexible

Nous allons pr´esenter la mise en oeuvre d’un service de coordination `a coh´erence flexible en utilisant MModChannel. Pour assurer une coh´erence souple, on utilise le d´ecoupage de flux par intervalles en assurant la causalit´e classique entre les d´ebuts/fins des intervalles et l’ordre FIFO `a l’int´erieur de chaque intervalle.

Le service multimodal MModChannel utilis´e est compos´e de deux canaux : CAUSAL et FIFO. Nous comparons les performances, en termes de latence et coh´erence, de trois modes de coordination :

1. FIFO (coh´erence des messages au sein de chaque flux ´echang´e entre deux utilisateurs) ; 2. CAUSAL (coh´erence causale entre tous les messages des flux ´echang´es) ;

3. MModChannel (coh´erence flexible utilisant deux canaux FIFO et CAUSAL).

Description du sc´enario exp´erimental

Nous avons exp´eriment´e sur le sc´enario d’´echange de flux pr´esent´e dans la figure 4.33. L’utilisateur 1 commence `a diffuser une premi`ere partie V1d’un flux vid´eo vers tous les autres participants. Apr`es avoir vu le d´ebut de V1, l’utilisateur 2 se lance dans un commentaire diffus´e vers les autres utilisateurs sous la forme d’un flux audio A1. La fin de ce commentaire, au moment o`u elle est per¸cue par l’utilisateur 1, d´eclenche l’envoi de la deuxi`eme partie V2. Ce flux vid´eo est ensuite comment´e par l’utilisateur 3, ce qui entraˆıne la diffusion d’un deuxi`eme flux audio A2. Ce sc´enario d’une dur´ee de 8 secondes est r´ep´et´e 40 fois, donnant ainsi une session dont la dur´ee est d’environ 320 sec. Le tableau 4.1 contient les caract´eristiques des flux utilis´es.

(1,1) (2,1) (1,200) 1 2 3 4 _(1,1) (2,1) (1,1) (2,100) (1,101) (1,100) (2,100) (3,1) (1,101) (3,100) (1,100) (2,100) (3,1) (1,101) (3,100) (1,200) A2 V1 V2 A1

Fig. 4.33 – Sc´enario exp´erimental d’une session multim´edia interactive Flux Messages Size(bytes) Rate(Kbs)

V1,V2 100 1500 293

A1,A2 50 600 39

Tab. 4.1 – Caract´eristiques des flux utilis´es dans le sc´enario exp´erimental

Les exp´erimentations ont ´et´e conduites sur quatre machines Linux, chacune ´equip´ee d’un processeur Pentium III `a 1 GHz, une m´emoire de 256 MB RAM et connect´ee au r´eseau local `a 100Mbps. Le canal multimodal MModChannel est compos´e de deux canaux ordinaires : FIFO et CAUSAL. Tous les messages sont envoy´es sur le canal FIFO et juste une partie sur le canal CAUSAL. Cela implique la d´elivrance de chaque flux dans l’ordre FIFO ainsi que la coh´erence causale entre certains points dans les flux.

Dans un premier temps, pour estimer le surcoˆut engendr´e par la couche multimodale, nous avons effectu´e nos exp´erimentations dans les conditions d’un r´eseau local (r´eseau haut-d´ebit sans pertes). La transmission d’un message entre deux applications utilisant MModChannel est soumise `a plusieurs latences comme illustr´e dans la figure 4.34. Nous mesurons les latences correspondantes aux travers´ees du composant MModChannel (L1+ L3) par rapport au d´elai total subi par l’application (L1 + L2+ L3). Dans le tableau 4.2, nous pouvons observer la croissance l´eg`ere de la latence de bout en bout en fonction du pourcentage de messages envoy´es sur les deux canaux. L’apport du service MModChannel reste suffisamment petit, de l’ordre de quelques pourcents.

L2 L1 RECEPTEUR L1+L2+L3 EMETTEUR application application transport transport MModChannel L3 MModChannel

Communication MModChannel (FIFO + CAUSAL) % sur CAUSAL 0% 25% 50% 75% 100% Latence (ms) 5.01 5.45 5.88 6.33 6.61 Surcoˆut (ms) 0.21 0.28 0.38 0.53 0.66 (4%) (5%) (6%) (8%) (9%)

Tab. 4.2 – Surcoˆut engendr´e par la couche multimodale dans un r´eseau LAN

Comparaison avec les protocoles classiques

En essayant de s’approcher de l’environnement r´eel de l’Internet, des conditions r´eseau plus r´ealistes ont ´et´e simul´ees en introduisant dans notre sc´enario un d´elai moyen de d 100 ms ainsi qu’un taux de perte ρ de 5%. Les latences des paquets vid´eo et audio pour les protocoles FIFO et CAUSAL, observ´ees tout au long de la session sont illustr´ees dans la figure 4.35.

Un nombre plus grand de sommets autour de 300 ms (3RT T /2) peut ˆetre observ´e pour le protocole CAUSAL car le retard d’un paquet vid´eo/audio entraˆıne le retard des paquets de tous les deux flux. Une vue plus d´etaill´ee des comportements des deux protocoles, vis-`a-vis des latences, est pr´esent´ee dans la figure 4.36 sur un intervalle de temps plus court.

Nous observons la d´ecorr´elation, la corr´elation forte et la corr´elation partielle introduite entre les d´elais des deux flux par les protocoles FIFO, CAUSAL et respectivement MModChannel. Cette corr´elation refl`ete bien le degr´e de coh´erence de la pr´esentation des deux flux : incoh´erence dans le cas FIFO, coh´erence compl`ete pour le CAUSAL et coh´erence flexible pour le service MModChannel. Les distribu- tions des latences obtenues sont montr´ees dans la figure 4.37.

La figure 4.38 montre que la latence de bout en bout enregistre une croissance (presque lin´eaire) en fonction du pourcentage de messages envoy´es sur le canal CAUSAL. Cela s’explique de la mani`ere suivante : plus nous mettons des messages sur le canal CAUSAL, plus il y aura des messages perdus qui vont n´ecessiter l’arrˆet temporaire des messages des deux flux, et donc, plus les latences augmenteront. Plus pr´ecis´ement, une image vid´eo perdue, transmise causalement, arrˆetera les images suivantes mais aussi la d´elivrance des ´echantillons sonores qui en d´ependent. En outre, nous pouvons remarquer le faible surcoˆut du canal multimodal en observant les d´ecalages dans les cas limites par rapport aux protocoles FIFO (0% des messages causaux) et CAUSAL (100% des messages causaux).

Les performances du service multimodal restent stables par rapport aux protocoles classiques FIFO et CAUSAL. Des simulations avec d’autres param`etres du r´eseau confirment le compromis coh´erence/latence fournit par le service MModChannel. La figure 4.39 pr´esente les r´esultats des simulations pour diff´erentes valeurs du d´elai moyen du r´eseau d. En faisant varier le taux de perte ρ sur le r´eseau, nous avons obtenu les performances illustr´ees dans la figure 4.40.