Conclusion 63
2.6
Conclusion
L’estimation des matrices de trafic est un sujet qui a ´et´e trait´e par de nombreux chercheurs mais qui reste tout de mˆeme un probl`eme relativement jeune car les premiers travaux de Vardi datent de 1996. De nombreuses approches ont ´et´e propos´ees et nous proposons au d´ebut de ce chapitre un r´esum´e rapide des techniques les plus connues.
Dans le cadre des nouvelles techniques d’estimation qui se basent sur des hypoth`eses spatiales et temporelles sur l’´evolution des trafics, nous avons propos´e d’utiliser une propri´et´e encore inexploit´ee du comportement des trafics sous certaines hypoth`eses. Nous avons donc suppos´e que les rapports entre les trafics (les fanouts) sont quasi-stationnaires pour des dur´ees variant de une `a deux heures. Partant de cette hypoth`ese, nous avons propos´e une nouvelle mod´elisation du probl`eme ainsi qu’une heuristique permettant de le r´esoudre. Les r´esultats obtenus sont bons sous certaines r´eserves et hypoth`eses.
Une comparaison des r´esultats obtenus par notre algorithme avec ceux propos´es par la tomogravit´e ([70]) a montr´e une am´elioration nette de la qualit´e de la solution. Cependant, nous pensons que ces bons r´esultats obtenus ne sont possibles que par la nature mˆeme du r´eseau sur lesquels les tests ont ´et´e effectu´es. De la mˆeme mani`ere, nous affirmons que notre approche du probl`eme n’est pas toujours adapt´ee mais que son utilisation dans le cadre des r´eseaux d’op´erateur devrait s’av´erer efficace.
En effet, la propri´et´e dont nous partons pour d´evelopper notre solution peut ˆetre r´esum´ee ainsi : les proportions de trafics entre deux parties communicantes varient peu. Et effectivement, dans le cadre des r´eseaux d’op´erateur, de nombreux clients louent les services de l’op´erateur pour ´etablir leurs communi- cations propres. La constance des proportions ´etudi´ees semble donc valide ´etant donn´e qu’un client ne communiquera jamais avec les autres clients de l’op´erateur. De plus, cette approche est valid´ee par des mesures et analyses effectu´ees par Papagiannaki dans [79].
En terme de perspectives, nous pouvons d´egager deux axes importants dans lesquels il nous semble int´eressant de poursuivre.
1. Tester et analyser les r´esultats de cette approche sur des donn´ees r´eelles. Pour cela, il faudrait pouvoir b´en´eficier des mesures faites par certains op´erateurs sur leur r´eseau. Les mesures actuel- lement disponibles ne nous permettent pas de valider ces r´esultats ´etant donn´e qu’elles sont faites sur des r´eseaux de transit permettant l’interconnexion de nombreux syst`eme autonomes. Dans de tels r´eseaux, la tomogravit´e donne elle de tr`es bons r´esultats.
2. Approfondir notre ´etude pour des valeurs plus ´elev´ees depV ar. Le comportement ´etonnant de
nos indicateurs pour des valeurs depV ar croissantes devrait pouvoir nous guider pour am´eliorer
les solutions trouv´ees. Il est important `a notre avis de v´erifier que ce comportement est le mˆeme avec d’autres techniques de r´esolution ou d’optimisation.
CHAPITRE 3
Optimisation des m´etriques IP dans les
r´eseaux IP/MPLS
Un concept cl´e de l’ing´enierie de trafic est celui de l’optimisation du routage, qui permet une uti- lisation plus efficace des ressources r´eseaux existantes en adaptant le routage aux trafics support´es par le r´eseau. L’optimisation du routage permet une am´elioration globale des performances, en particulier pour les r´eseaux ayant une distribution de trafic non uniforme. Il est cependant bien connu que, `a cause du principe mˆeme du routage dans ces r´eseaux, l’ing´enierie de trafic dans les r´eseaux IP est un probl`eme complexe `a r´esoudre.
Dans le chapitre 1, nous avons expliqu´e que le calcul des routes dans un r´eseau IP s’effectue grˆace `a des protocoles de routage. OSPF (Open Shortest Path First) et ISIS (Intermediate System to Inter- mediate System) sont actuellement les deux protocoles de routage intra-domaine les plus utilis´es dans l’Internet. Ces protocoles routent un flot de trafic en utilisant le(s) plus court(s) chemin(s) entre la source et la destination, avec ´eventuellement un partage de charge ´equitable au niveau d’un nœud si plusieurs plus courts chemins existent.
Le poids des interfaces, et par cons´equent les plus courts chemins utilis´es par le routage, peuvent ˆetre modifi´es par l’administrateur du r´eseau. Ces poids peuvent ˆetre mis `a 1 pour minimiser le sauts (nombre de routeurs travers´es) jusqu’`a la destination, ou bien proportionnel `a la distance physique pour mini- miser le d´elai de propagation. G´en´eralement l’objectif est de minimiser la congestion sur les interfaces r´eseau, l’heuristique standard recommand´ee par Cisco consiste `a prendre ces poids inversement propor- tionnels `a la capacit´e des interfaces de transmission. Il est cependant reconnu que de telles heuristiques conduisent souvent `a une utilisation assez pauvre des ressources du r´eseau, et qu’elles s’accommodent mal de variations brusques de trafic ou de pannes d’´equipements.
On a longtemps consid´er´e que des protocoles comme OSPF ou ISIS n’´etaient pas assez flexibles pour permettre une ing´enierie de trafic efficace. C’est une des raisons de l’introduction des technologies
de commutation d’´etiquettes comme MPLS (Multi-Protocol Label Switching) qui permettent de d´efinir le chemin de chaque flot dans le r´eseau.
R´ecemment, la communaut´e scientifique, sous l’impulsion de Fortz et Thorup en particulier, s’est int´eress´ee de plus en plus au probl`eme d’optimisation des m´etriques de routage IP. On sait d´esormais que ce probl`eme, connu pour ˆetre NP-difficile, est d’une importance pratique consid´erable puisqu’on a pu montrer qu’une affectation suffisamment intelligente des m´etriques de routage permet souvent d’obtenir un routage aussi performant que le routage MPLS sans coˆut financier suppl´ementaire, parfois mˆeme avec des performances proches de celles d’un routage optimal par partage de charge. Les rela- tions ´etroites entre un IGP ((( Interior Gateway Protocol ))) et MPLS au niveau des chemins utilis´es dans la propagation MPLS accentuent d’autant la n´ecessit´e de pouvoir contrˆoler le routage IP `a l’aide d’une ing´enierie efficace.
Ainsi, depuis quelques ann´ees, sont parus dans la litt´erature scientifique plusieurs algorithmes d’op- timisation des m´etriques IP. Dans la suite de ce chapitre, nous donnerons rapidement quelques informa- tions sur le contenu scientifique des travaux r´ealis´es sur ce sujet. Puis nous pr´esenterons en d´etail nos travaux et contributions. Partant des travaux de Fortz et Thorup, nous proposons un algorithme permet- tant :
◮ d’am´eliorer les performances globales d’un r´eseau IP en r´eduisant la congestion des interfaces
et en minimisant les d´elais et les taux de pertes de bout-en-bout des flots,
◮ de d´egager plus de bande-passante r´esiduelle sur les chemins emprunt´es par les flots pour : • augmenter la capacit´e du r´eseau `a tol´erer sans d´egradation forte du service des variations
brusques du trafic sur une courte p´eriode de temps, et
• r´eduire la fr´equence des modifications du plan de routage dˆu `a des augmentations pr´evisibles
de trafic,
◮ et d’augmenter la robustesse du r´eseau en prenant en compte la d´efaillance des ´equipements dans
le processus d’optimisation.
Les contributions apport´ees portent sur un algorithme plus efficace et sur une vision incr´ementale des modifications de m´etriques propos´ees par cet algorithme. Lors de nos travaux, nous avons en perma- nence gard´e `a l’esprit le fait que notre algorithme puisse ˆetre utilis´e par des op´erateurs. Pour cela, nous sommes parti du postula que changer un plan de routage complet n’´etait pas r´ealisable sur un r´eseau op´erationnel. Une approche incr´ementale r´esultant en une suite de modifications am´eliorant l’´etat du r´eseau a donc ´et´e d´evelopp´ee.
3.1
Etat de l’art
Un des piliers de l’ing´enierie de trafics est l’utilisation optimis´ee des ressources disponibles. Ainsi, bien r´epartir les volumes des trafics que le r´eseau doit ´ecouler est une th´ematique de recherche impor- tante sur laquelle la communaut´e scientifique s’est pench´ee.
Etat de l’art 67 Comme nous l’avons expliqu´e dans le chapitre1, les r´eseaux IP ont maintenant besoin d’ˆetre pla- nifi´es, et cela passe par un choix judicieux des routes utilis´ees. Malgr´e la mise en place de techniques telles que IntServ ou DiffServ, aucune QoS ne peut ˆetre garantie si les ressources sont mal utilis´ees. La figure 3.1illustre cette n´ecessit´e, en effet sur cette figure, les ressources du r´eseau sont largement suffisantes ´etant donn´e que l’utilisation moyenne des interfaces est tr`es faible (moins de 6%). Avec une interface charg´ee `a plus de 70%, la seconde plus charg´ee ´etant `a moins de 40%, le routage propos´e (m´etriques ´egales `a 1) engendre une mauvaise utilisation de ces ressources et donc une QoS tr`es pauvre quels que soient les m´ecanismes de gestion de la QoS qui sont mis en place.
(a) Visualisation graphique de l’utilisation des interfaces (b) Statistique de l’utilisation des interfaces